保德煤矿采煤工作面采空区埋管抽采对遗煤自燃影响研究

发布时间：2020-06-06 09:16

【摘要】：随着煤炭开采朝纵深向发展,瓦斯超限和遗煤自燃问题十分突出,并成为制约井下安全生产的两大主要危害。本论文结合保德煤矿81307工作面综合机械化放顶煤采煤工艺的实际情况,依据煤自然发火特性和影响因素、多孔介质理论、采空区气体渗流及扩散规律、渗流控制方程等基础理论,结合实验室试验、数值模拟、现场实测的方法,对有无埋管抽采及抽采管不同埋深条件下,采空区自然发火规律进行研究。研究表明:(1)通过现场采集81307工作面煤样,进行煤自然发火低温氧化试验。在不同供氧条件下,对煤自燃过程产物进行优选,分析标志性气体CO和C_2H_4产生规律,确定该工作面煤层能维持自然发火的氧气浓度下限为8%,为之后采空区自燃“三带”的划分指标给予参考。(2)根据煤层上覆岩层特性及采空区冒落的一般规律,通过质量、动量、能量及组分运输的方程来构建采空区气体渗流及扩散数学模型,确定孔隙率、粘性阻力系数和惯性阻力系数的等相关参数。利用ANSYS FLUENT软件模拟无抽采、埋深20m、埋深60m、埋深100m四种情况下,采空区自燃带变化规律。(3)通过现场布置测点,采集测点气样及温度,分析O_2、温度的变化规律,得出在联巷埋管抽采条件下,采空区遗煤自燃“三带”的范围:小于105m为散热带,105~270m为氧化带,大于270m为窒息带。与数值模拟相互验证,误差在允许范围内,表明模拟的正确性。本文主要研究内容对煤与瓦斯共存且采用联巷埋管抽采方式的综放工作面,提供了参考依据;同时,对保证采空区抽采效果,兼顾防治遗煤自燃,保障井下作业安全有序的进行具有一定的应用价值。图[29]表[10]参[63]
【图文】：

位置图,概况,黄河,矿井服务年限

研究来不断的完善。本章以保德煤矿 81307 工作面实际为背景，燃过程的分析，明确 8 煤自然发火特性及指标气体。井及工作面概况井概况德煤矿地处山西省保德县，属于东关、桥头镇管辖范围。图 2 所城东南约 13km 处，其地理坐标为：东经 111°04′20″～111°08′30″～39°01′49″。该矿地处黄河东岸，中南部存在季节性河流，河黄河。属于黄土高原地带，地貌黄土丘陵状，南北方海拔高于中标高+1148.1m，最低处位于朱家川沟底标高+812.2m，最大高差 3割严重，山峦起伏，涧壑纵横，植被稀少，沟谷呈南北向“V”字围 82～146.6m。境内公路、铁路相通，交通便利。矿井设计生产，矿井服务年限为 64.6a。

示意图,工作面,示意图,煤层

面概况07 综放工作面属于 8 号煤层，地面标高为 905.9～1126 m，底696.99 m，地面对应位置为南起深沟村，北至矸石电厂，东临村。工作面所掘煤层为二叠纪煤层，煤岩层总体近南北，呈向，煤层倾角为 3o～6o，平均 4o左右。工作面走向长度为 2245 m，设计采高为 3.6～3.8 m，放煤高度 3.0～3.2 m，采放比为 1∶面采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤开采，沿 8#煤底板回 2200 m 处发育一条正断层，断距为 1.15 m，受断层影响煤壁布置如图 3 所示，81307 工作面下部共布置 81307 胶顺顺槽、8307 二号回顺三条巷道（81307 二回进行封闭管理）。设计为放顶用“一进三回”、“偏 Y”型通风方式即 81307 一回进风，，81回、81308 一回回风。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD752.2

【参考文献】