杨村矿综放面间歇式开采自燃危险区域判定及注氮模拟研究

发布时间：2017-04-02 04:10

  本文关键词：杨村矿综放面间歇式开采自燃危险区域判定及注氮模拟研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：采空区遗煤自燃严重影响着矿井安全作业,可能引发煤尘、瓦斯爆炸造成的重大人员伤亡事故。杨村矿316综放工作面位于泗河东堤下方,为防止对含水层的破坏,在每年汛期需要停采,属于间歇式开采。日平均推进速度相对较慢,同时316综放工作面属于间歇式开采,停采时间较长,遗煤暴露在氧化升温时间过长,增加了采空区遗煤自燃的危险性,需要在开采期间、停采期间加强对采空区的监测及预防。本文从杨村矿316综放工作面间歇式开采特点出发,采用自然发火实验研究、现场观测、数值模拟相结合对“三带”划分,自燃危险区域判定、注氮对氧浓度场分布影响进行数值模拟研究。首先,通过自然发火实验测定煤样的耗氧速率、放热强度、CO产生率以及自燃极限参数。其次,通过现场监测数据工作面推进速率、进回风两侧氧浓度等参数,对杨村矿316综放工作面间进行“三带”划分及自燃危险区域判定。最后,根据现场实际条件建立几何模型;依据多孔性介质理论建立能量守恒方程、组分传输控制方程、湍流模型等数学模型。应用Fluent流体力学计算软件模拟采空区氧浓度场,与实测结果对比,验证模型的可靠性。在正产生产期间,在不同位置注氮及注氮量对氧浓度分布模拟,结果表明合理注氮位置在进风侧40m处,即散热带与氧化升温带的交界处;合理注氮量为400m3/h。在停采期间,要求尽量缩短氧化升温带宽度,在30m处连续注入400m3/h氮气较为合理。研究结果能够为间歇式开采的杨村矿316工作面的防灭火提供一定理论依据,进行有效的预防采空区遗煤自燃。
【关键词】：自燃“三带” 注氮 数值模拟
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 选题的背景及研究的意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 采空区遗煤自燃机理研究现状9
• 1.2.2 采空区自燃危险区域判定现状9-10
• 1.2.3 采空区数值模型建立研究现状10-11
• 1.2.4 采空区漏风规律模拟研究现状11-12
• 1.2.5 采空区注氮数值模拟研究现状12-13
• 1.3 论文研究的内容13
• 1.4 论文技术路线13-15
• 2 煤自燃特性参数实验研究15-25
• 2.1 实验原理15
• 2.2 自然发火实验台15-16
• 2.3 实验条件16-17
• 2.4 自然发火实验结果分析17-24
• 2.5 小结24-25
• 3 杨村矿316综放工作面采空区自燃危险区域判定25-33
• 3.1 杨村矿316工作面概况25
• 3.2 现场实测数据分析25-30
• 3.2.1 工作面推进速率25-27
• 3.2.2 氧气浓度分布27-28
• 3.2.3 漏风强度分布28-29
• 3.2.4 遗煤厚度29-30
• 3.3 采空区自燃危险区域判定30-32
• 3.4 小结32-33
• 4 杨村矿316综放工作面注氮对采空区“三带”影响模拟33-53
• 4.1 几何模型的建立34-35
• 4.2 数学模型的建立35-42
• 4.2.1 多孔介质及渗流35-37
• 4.2.2 组分传输控制方程37-42
• 4.3 物理参数及UDF程序42-45
• 4.3.1 物理参数物性参数42-43
• 4.3.2 UDF程序43-45
• 4.4 模拟结果45-52
• 4.4.1 生产期间采空区注氮模拟45-49
• 4.4.2 停采期间采空区注氮模拟49-52
• 4.5 小结52-53
• 5 结论与展望53-54
• 5.1 结论53
• 5.2 不足及展望53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-59
• 附录59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：281845