九道岭煤矿采空区注氮防灭火技术研究

发布时间：2019-05-12 04:54

【摘要】：用采空区场流方法即自燃三带理论的数值模拟,研究深井采空区易自燃煤层合理注氮量确定的防灭火问题。运用采空区数值模拟计算专门的程序软件G3为计算分析平台,在具体工作面及煤层条件下,分别从工作面风量、注氮量等因素的变化对采空区自然氧化带的影响进行数值模拟,确定各因素与氧化带宽度的关系。通过实验可以看出,得到煤层耗氧速度,随氧浓度的变化呈递减反比例函数关系。在理论上,随漏风量的增大,自然氧化带也变宽；随注氮量的增大,氧化带宽度变窄。数值模拟所得出的结果与理论结果完全相符。可以得出工作面风量、注氮量与氧化带宽度的关系曲线。根据风量改变值确定合理的注氮量参数,或者根据氧化带宽度确定合理的推进度。保证氧化带遗煤始终保持在最短自然发火期之内。 在理论研究基础上,结合九道岭煤矿-825综放工作面现场工程实例,对工作面风量、工作面通风阻力进行测定,通过采空区埋束管的方法得到采空区组分气体浓度和温度场,确定采空区易自燃的可在现有生产技术条件下合理的注氮量、在通风量改变的情况下注氮量和推进度的改变值。 这项研究,为易自燃煤层(放顶煤开采)安全开采,以及在开采设计中合理确定工作面长度提供了一种辅助分析手段,有利于在最经济的情况下,最大限度和从根本上预防采空区遗煤的自燃。
[Abstract]:The field flow method in goaf, that is, the numerical simulation of spontaneous combustion three-zone theory, is used to study the fire prevention and extinguishing problem of determining the reasonable nitrogen injection rate of spontaneous combustion coal seam in goaf of deep well. The special program software G3 is used as the calculation and analysis platform for the numerical simulation of goaf. Under the condition of concrete working face and coal seam, the influence of air volume and nitrogen injection on the natural oxidation zone of goaf is simulated respectively. The relationship between each factor and the width of oxidation zone was determined. It can be seen from the experiment that the oxygen consumption rate of coal seam is decreasing and inverse proportional function with the change of oxygen concentration. In theory, with the increase of air leakage, the natural oxidation zone also widens, and with the increase of nitrogen injection, the width of oxidation zone narrows. The results of numerical simulation are in good agreement with the theoretical results. The relationship curve between air volume, nitrogen injection and the width of oxidation zone can be obtained. The reasonable nitrogen injection parameters are determined according to the change value of air volume, or the reasonable push progress is determined according to the width of oxidation zone. Ensure that the residual coal in the oxidation zone is always kept within the shortest natural firing period. On the basis of theoretical research, combined with the field engineering example of Jiudaoling Coal Mine-825 fully mechanized top coal caving face, the air volume and ventilation resistance of working face are measured, and the gas concentration and temperature field of goaf are obtained by the method of buried beam pipe in goaf. It is determined that the spontaneous combustion of goaf can reasonably inject nitrogen under the existing production technical conditions, and the change value of nitrogen injection and push schedule can be determined under the condition of changing ventilation volume. This study provides an auxiliary analytical method for safe mining of spontaneous combustion coal seam (caving coal mining) and reasonable determination of working face length in mining design, which is conducive to the most economical situation. To prevent the spontaneous combustion of residual coal in goaf to the maximum extent and fundamentally.
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD752.2

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本文编号：2475119