屯宝煤矿近距离煤层开采综合防灭火技术研究与应用

发布时间：2018-02-23 05:48

  本文关键词： 近距离煤层 自燃 标志气体 漏风测定 防灭火技术　出处：《煤炭科学研究总院》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：我国是世界上的产煤大国,同时也是以煤为主要能源的国家之一,但煤资源在开采过程中受到煤火灾害的威胁。近距离自燃煤层群采用综放开采工艺,导致采空区遗留较多浮煤且形成严重复杂的漏风通道,松散浮煤易氧化自燃,威胁矿井的安全生产和作业人员生命健康。本论文采用理论分析、实验研究、现场观测和技术应用等相结合的方式,以屯宝矿近距离自燃煤层采空区浮煤为研究对象,通过分析煤自然发火的机理、过程及影响煤自燃的因素,结合综放工作面采空区松散堆积浮煤自燃环境,总结出综放工作面采空区浮煤自燃的规律;再通过对屯宝煤矿M14煤层自燃标志气体及临界值进行研究,根据煤样升温过程中产生的气体规律优选出自然发火标志气体,结合现场观测和实验测定数据确定CO临界值,建立工作面自然发火分级复合指标预警体系;其次对屯宝矿进行漏风测定和采空区渗流场数值模拟计算,摸清近距离煤层群之间漏风通道及流向,计算出工作面漏风量,又通过建立采空区渗流场数学模型,借助Fluent模拟出1011401工作面采空区渗流速度分布及氧浓度分布,分析采空区松散浮煤易自燃区域;最后应用M14煤层工作面自然发火分级复合指标预警体系对自燃危险区域重点监控,合理选取工作面综合防灭火措施,即利用三相泡沫和史达夫防灭火材料有效治理高温异常区域,工作面顺利启封并回撤剩余86副支架,保障了矿井安全生产。
[Abstract]:China is a big coal-producing country in the world, and also one of the countries with coal as the main energy source. However, coal resources are threatened by the coal fire disaster in the process of mining. The short-range spontaneous combustion coal seam group adopts fully mechanized caving mining technology. As a result, the goaf leaves more floating coal and forms a serious and complicated air leakage channel. Loose floating coal is easy to oxidize and spontaneous combustion, which threatens the safety of mine production and the life and health of workers. This paper adopts theoretical analysis and experimental study. Based on the combination of field observation and technical application, the floating coal in close distance spontaneous combustion coal seam in Tunbao Mine is taken as the research object. The mechanism, process and influencing factors of spontaneous combustion of coal are analyzed by analyzing the mechanism of spontaneous combustion of coal, the process of coal spontaneous combustion, and the factors affecting the spontaneous combustion of coal. Combined with the spontaneous combustion environment of loose accumulation floating coal in goaf of fully mechanized caving face, the law of spontaneous combustion of floating coal in goaf of fully mechanized caving face is summarized, and the mark gas and critical value of spontaneous combustion of coal seam M14 in Tunbao Coal Mine are studied. According to the gas law produced in the process of coal sample heating, the natural ignition mark gas is selected, combined with the field observation and experimental data, the critical value of CO is determined, and the warning system of compound index of spontaneous combustion classification in working face is established. Secondly, air leakage measurement and numerical simulation calculation of seepage field in goaf are carried out in Tunbao Mine to find out the air leakage passage and direction between groups of coal seams in close distance, to calculate the air leakage amount in working face, and to establish the mathematical model of seepage field in goaf. The seepage velocity distribution and oxygen concentration distribution in goaf of 1011401 coal face are simulated by Fluent, and the spontaneous combustion area of loose floating coal in goaf is analyzed. The reasonable selection of comprehensive fire prevention and fire extinguishing measures in the working face, that is, the use of three-phase foam and Stav fire extinguishing materials to effectively control the abnormal high temperature area, the smooth opening of the working face and the withdrawal of the remaining 86 pairs of supports have ensured the safe production of the mine.
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD752.2

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本文编号：1526271