高瓦斯矿井采空区着火原因及封闭后爆炸危险分析
发布时间：2020-12-18 09:21
在高瓦斯矿井采空区,存在煤自燃和瓦斯燃烧两种火灾形式。在瓦斯燃烧范围不大,未产生明显热动力现象时,其所表征出的宏观现象与煤自燃类似,易将着火原因误判为煤自燃,导致不能对采空区着火进行有效防治。同时,煤矿现场通常采取封闭措施对火区进行处理,高瓦斯矿井火区在封闭后具有发生瓦斯爆炸的危险,可造成重大人员伤亡和财产损失。基于此,本文展开了对高瓦斯矿井采空区着火原因及封闭后爆炸危险的研究,取得的主要成果和结论如下:阐释了采空区瓦斯燃烧的规律,提出了判定采空区发生瓦斯燃烧的四个依据。采空区瓦斯燃烧类型包括扩散燃烧和预混燃烧两种,扩散燃烧易发生在采空区与工作面交界区域,尤其上隅角,预混燃烧易发生在瓦斯和氧气充足的采空区中部;统计分析了大量瓦斯燃烧、爆炸事故,得出岩石摩擦和煤自燃是引发采空区瓦斯燃烧的主要潜在点火源。瓦斯燃烧判定依据:一是采空区着火前无任何煤自燃迹象,CO、C2H4、C2H2等气体的产生具有突发性;二是采空区温度和压力显著变化;三是采空区顶板岩石垮落具备点燃瓦斯的能力;四是采空区具备瓦斯燃烧的发生环...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
在高瓦斯矿井采空区，存在煤炭和瓦斯两种可燃物。其中，煤炭能够自可以燃烧。由于高瓦斯矿井煤层瓦斯含量高，瓦斯涌出量大，致使采空斯积聚的条件，一旦再具备瓦斯燃烧的氧气条件，遇点火源即可发生燃，在高瓦斯矿井采空区面临煤自燃和瓦斯燃烧火灾的威胁。本章将对高采空区瓦斯燃烧发生的条件与特点、判别煤自燃与瓦斯燃烧的依据等内究。1 采 空 区 煤 自 燃 概 述 （ Summary of Coal Spontanmbustion in Goaf）煤自燃是易自燃、自燃煤层采空区着火的主要原因之一。采空区之所以煤自燃，与采空区的环境特点密切相关。无论采用那种采煤方法，都会产生遗煤，且随着综采放顶煤开采技术的广泛应用，采空区遗煤量大大增即破碎煤体的存在，使采空区具备了煤自燃的初始条件。然而，并不是任何区域都会发生煤自燃。通常，根据采空区的空间特性，将采空区分、自燃带和窒息带，如图 2-1 所示。
其原因就是发生了瓦斯燃烧并引发了煤着火。因此采空区瓦斯燃烧发生的特点十分重要。瓦斯燃烧类型分析瓦斯扩散燃烧扩散燃烧是指煤矿井下局部区域积聚的高浓度瓦斯（浓度大于空气发生扩散，在接触面上形成燃烧极限范围的混合薄层区域的不断涌出和井下风流持续的空气供给形成稳定的燃烧火焰，火灾。燃烧是指可燃气体和空气从不同途径进入局部空间，依靠分子度达到燃烧极限时，遇火源在该范围内就会发生燃烧，并随着不断补给，边混合边燃烧的现象，如图 2-2 所示。扩散燃烧的和空气的交界面上，可燃气和空气分别从火焰两侧扩散到交界烧产物则向火焰两侧扩散开去，可燃气体与空气之间的混合扩速度就越快。对扩散火焰来说不存在火焰传播。烟气氧化带扩散火焰
【参考文献】：
期刊论文
[1]瓦斯矿井工作面火区封闭后爆炸危险性快速预测方法[J]. 翟小伟,来兴平. 煤炭学报. 2016(09)
[2]煤矿井下岩石摩擦对瓦斯气体的点燃特性[J]. 周锦龙,易永华. 煤矿安全. 2015(11)
[3]煤矿其他可燃气体对空气中甲烷爆炸极限的影响[J]. 罗振敏,林京京,郭正超,蔡周全,程方明,何吉坤. 中国安全科学学报. 2015(01)
[4]煤矿火区封闭过程中瓦斯积聚规律研究及危险性分析[J]. 牛会永,邓军,周心权,程彩霞,田兆君. 中南大学学报(自然科学版). 2013(09)
[5]高瓦斯矿发火区封闭时对瓦斯爆炸界限因素的影响[J]. 周西华,孟乐,史美静,郭梁辉,赵建元,冯寸寸. 爆炸与冲击. 2013(04)
[6]不同煤种低温氧化过程指标气体变化规律研究[J]. 王彩萍,王伟峰,邓军. 煤炭工程. 2013(02)
[7]防控采煤工作面瓦斯燃烧新技术实验研究[J]. 潘荣锟,程远平,余明高,路长. 煤炭学报. 2012(11)
[8]瓦斯与煤自燃共存研究(Ⅰ):致灾机理[J]. 周福宝. 煤炭学报. 2012(05)
[9]半封闭空间瓦斯由燃烧转为爆炸过程的动力学分析[J]. 李孝斌,林海飞,成连华,李树刚. 煤炭学报. 2012(03)
[10]基于不同直径的高压管道瓦斯泄放自燃实验研究[J]. 余明高,任鹏,游浩,赵万里. 中国矿业大学学报. 2012(02)
硕士论文
[1]煤矿井下封闭火区状况评价方法研究[D]. 陆冬冬.安徽理工大学 2010
[2]煤自燃全过程测试和指标气体的研究与应用[D]. 许延辉.西安科技大学 2005
本文编号：2923761
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
在高瓦斯矿井采空区，存在煤炭和瓦斯两种可燃物。其中，煤炭能够自可以燃烧。由于高瓦斯矿井煤层瓦斯含量高，瓦斯涌出量大，致使采空斯积聚的条件，一旦再具备瓦斯燃烧的氧气条件，遇点火源即可发生燃，在高瓦斯矿井采空区面临煤自燃和瓦斯燃烧火灾的威胁。本章将对高采空区瓦斯燃烧发生的条件与特点、判别煤自燃与瓦斯燃烧的依据等内究。1 采 空 区 煤 自 燃 概 述 （ Summary of Coal Spontanmbustion in Goaf）煤自燃是易自燃、自燃煤层采空区着火的主要原因之一。采空区之所以煤自燃，与采空区的环境特点密切相关。无论采用那种采煤方法，都会产生遗煤，且随着综采放顶煤开采技术的广泛应用，采空区遗煤量大大增即破碎煤体的存在，使采空区具备了煤自燃的初始条件。然而，并不是任何区域都会发生煤自燃。通常，根据采空区的空间特性，将采空区分、自燃带和窒息带，如图 2-1 所示。
其原因就是发生了瓦斯燃烧并引发了煤着火。因此采空区瓦斯燃烧发生的特点十分重要。瓦斯燃烧类型分析瓦斯扩散燃烧扩散燃烧是指煤矿井下局部区域积聚的高浓度瓦斯（浓度大于空气发生扩散，在接触面上形成燃烧极限范围的混合薄层区域的不断涌出和井下风流持续的空气供给形成稳定的燃烧火焰，火灾。燃烧是指可燃气体和空气从不同途径进入局部空间，依靠分子度达到燃烧极限时，遇火源在该范围内就会发生燃烧，并随着不断补给，边混合边燃烧的现象，如图 2-2 所示。扩散燃烧的和空气的交界面上，可燃气和空气分别从火焰两侧扩散到交界烧产物则向火焰两侧扩散开去，可燃气体与空气之间的混合扩速度就越快。对扩散火焰来说不存在火焰传播。烟气氧化带扩散火焰
【参考文献】：
期刊论文
[1]瓦斯矿井工作面火区封闭后爆炸危险性快速预测方法[J]. 翟小伟,来兴平. 煤炭学报. 2016(09)
[2]煤矿井下岩石摩擦对瓦斯气体的点燃特性[J]. 周锦龙,易永华. 煤矿安全. 2015(11)
[3]煤矿其他可燃气体对空气中甲烷爆炸极限的影响[J]. 罗振敏,林京京,郭正超,蔡周全,程方明,何吉坤. 中国安全科学学报. 2015(01)
[4]煤矿火区封闭过程中瓦斯积聚规律研究及危险性分析[J]. 牛会永,邓军,周心权,程彩霞,田兆君. 中南大学学报(自然科学版). 2013(09)
[5]高瓦斯矿发火区封闭时对瓦斯爆炸界限因素的影响[J]. 周西华,孟乐,史美静,郭梁辉,赵建元,冯寸寸. 爆炸与冲击. 2013(04)
[6]不同煤种低温氧化过程指标气体变化规律研究[J]. 王彩萍,王伟峰,邓军. 煤炭工程. 2013(02)
[7]防控采煤工作面瓦斯燃烧新技术实验研究[J]. 潘荣锟,程远平,余明高,路长. 煤炭学报. 2012(11)
[8]瓦斯与煤自燃共存研究(Ⅰ):致灾机理[J]. 周福宝. 煤炭学报. 2012(05)
[9]半封闭空间瓦斯由燃烧转为爆炸过程的动力学分析[J]. 李孝斌,林海飞,成连华,李树刚. 煤炭学报. 2012(03)
[10]基于不同直径的高压管道瓦斯泄放自燃实验研究[J]. 余明高,任鹏,游浩,赵万里. 中国矿业大学学报. 2012(02)
硕士论文
[1]煤矿井下封闭火区状况评价方法研究[D]. 陆冬冬.安徽理工大学 2010
[2]煤自燃全过程测试和指标气体的研究与应用[D]. 许延辉.西安科技大学 2005
本文编号：2923761
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