黄陵二矿煤自燃特性及危险区域预测

发布时间：2017-11-01 08:25

  本文关键词：黄陵二矿煤自燃特性及危险区域预测

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【摘要】：黄陵矿区二号煤矿主采2号煤层为近水平煤层,埋藏深度为300~600m。煤层及围岩局部瓦斯含量较高。在煤层下部地层中含有一定量的油型气,开采过程中有油型气溢出现象。主要开采煤层2号煤层以弱粘煤为主,含有1/2中粘煤和气煤,多为自燃煤层,生产过程中出现局部CO增高现象。由于矿压大,巷道周围煤岩破碎,特别是联络巷处、巷道立交点等位置,煤岩破碎、变形严重,容易引起自燃。加上油型气治理引起漏风增加,采空区自燃危险也很大。为了揭示黄陵矿区二号煤矿煤自燃特性,并针对井下实际情况,划分采空区自燃危险区域,为黄陵二矿煤自燃预测预报,开展防灭火工作提供有效可靠的指导。本论文首先采集黄陵矿区二号煤矿的煤样,通过热质四联用实验(TG/DSC-FTIR-MS),红外光谱实验(FTIR)分析黄陵矿区二号矿煤样在受热过程中,煤样微观分子基团的变化情况以及该变化情况对于煤自燃过程的影响。探究煤受热过程气体产物产生及变化规律。深入的寻找新的煤自燃现象指标气体。其次通过自然发火实验、程序升温实验进一步的研究黄陵二号矿煤在自燃过程中的气体产物变化的情况,探究该煤自燃特性,寻找可行有效的自燃预测预报方法。最后通过现场观测结合ANSYS数值模拟,划分自然危险区域为黄陵二矿煤自燃预测预报,开展防灭火工作提供有效可靠的指导。
【关键词】：煤自燃 气体产物 变化规律 现场观测
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 煤自燃学说9
• 1.2.2 煤自燃机理9-11
• 1.2.3 煤的自燃性11
• 1.2.4 指标气体法预报煤层自燃火灾11-12
• 1.2.5 采空区数值模拟研究现状12-13
• 1.2.6 煤自燃危险性预测研究现状13-14
• 1.3 研究内容14-15
• 1.4 研究方案及技术路线15-16
• 1.4.1 研究方案15
• 1.4.2 技术路线15-16
• 2 黄陵煤样受热结构变化及气体产物研究16-29
• 2.1 红外光谱实验16-20
• 2.1.1 实验原理16
• 2.1.2 实验仪器16-17
• 2.1.3 实验步骤17-18
• 2.1.4 实验结果18-20
• 2.2 热质四联用实验20-27
• 2.2.1 实验原理20-21
• 2.2.2 实验仪器21-22
• 2.2.3 实验过程22
• 2.2.4 实验结果22-27
• 2.3 本章小结27-29
• 3 煤自燃过程气体产物变化实验研究29-42
• 3.1 煤自然发火实验29-34
• 3.1.1 实验装置29-31
• 3.1.2 实验条件31
• 3.1.3 实验过程31-32
• 3.1.4 实验结果32-34
• 3.2 煤自燃程序升温实验34-40
• 3.2.1 实验装置及参数设定34-35
• 3.2.2 实验条件35
• 3.2.3 实验结果35-37
• 3.2.4 结果分析37-40
• 3.3 本章小结40-42
• 4 黄陵二矿采空区煤自燃危险区域划分42-53
• 4.1 矿区概况42
• 4.2 现场观测42-45
• 4.2.1 测点布置42-43
• 4.2.2 观测参数及仪器43
• 4.2.3 工作面推进及遗煤情况43-44
• 4.2.4 氧浓度分布情况44-45
• 4.3 采空区危险区域数值模拟45-47
• 4.3.1 建模及参数设置45-46
• 4.3.2 数值模拟结果及分析46-47
• 4.4 自燃危险区域划分47-52
• 4.4.1 漏风强度分布规律47-48
• 4.4.2 危险区域划分的理论与分析48-50
• 4.4.3 危险区域划分50-52
• 4.4.4 采空区极限推进速度52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 结论与展望53-54
• 5.1 结论53
• 5.2 展望53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-59
• 附录59

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本文编号：1126008