基于响应曲面法的遗煤自燃分析与研究
发布时间：2021-07-22 16:30
为研究高瓦斯易自燃煤层不同供风量、高抽巷抽采流量、低抽巷抽采流量3因素对采空区自燃"三带"分布影响规律,选取阳煤五矿8406工作面为研究对象,在数值模拟研究基础上,采用Design Expert软件进行Box-Behnken试验设计,构建采空区氧化升温带宽度在3因素、3水平条件下的二次回归响应曲面模型,并对不同条件下采空区氧化升温带宽度进行预测与分析。结果表明:二次回归方程P值为0.001 6,预测模型显著,模型的失拟项为0.606 3,不显著,回归方程具有统计学意义;当供风量为1 500～2 000 m3/min,低抽流量为450～650 m3/min,高抽流量为100～200 m3/min时,对氧化升温带宽度一次项重要度排序为C（高抽巷抽采流量）>A（供风量）>B（低抽巷抽采流量）,二次项重要度排序为AC（供风量和高抽巷抽采流量）>AB（供风量和低抽巷抽采流量）>BC（低抽巷抽采流量和高抽巷抽采流量）,且AB,AC,BC之间均无交互作用。
【文章来源】：中国安全生产科学技术. 2020,16(10)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
8406工作面巷道布置
表1 模型几何参数Table 1 Geometric parameters of model 部位名称 巷道规格(X×Y×Z)/m 工作面 8×194.4×2.8 采空区 200×194.4×75 进风巷 30×5×3.2 回风巷 30×4.6×3.2 高抽巷 38×2.6×2.7 低抽巷 38×3.8×2.82.2 自燃“三带”划分
由表7可知,一次项对氧化升温带宽度大小影响程度为C(高抽巷抽采流量)>A(供风量)>B(低抽巷抽采流量)。二次项对氧化升温带宽度大小影响程度为AC(供风量和高抽巷抽采流量)>AB(供风量和低抽巷抽采流量)>BC(低抽巷抽采流量和高抽巷抽采流量),因此通过回归方程作出氧化升温带宽度的响应曲面图及其等高线如图3所示。图3表明了供风量和高抽流量对氧化升温带宽度的交互影响程度。从等高线图可以直观地看出2因素的交互作用较显著,因为等高线的形状可以直观反映出交互效应的强弱,圆形表示2因素交互作用不显著,而椭圆形则与之相反。从等高线图中分析得出,在供风量一定的情况下,高抽巷抽采流量越大氧化升温带宽度越大,氧化升温带宽度随高抽巷抽采流量流量增加明显,因此可以适当降低高抽巷抽采流量。根据《煤矿安全规程》规定瓦斯尾巷作为瓦斯抽巷时,巷道内瓦斯浓度不能超过2.5%,因此设置高抽巷抽采流量最低为120 m3/min。由图3可知,为防止遗煤自燃,高抽巷抽采流量应小于200 m3/min。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高瓦斯易自燃煤层高抽巷瓦斯抽采与浮煤自燃耦合研究[J]. 杜瀚林,于贵生. 煤矿安全. 2019(12)
[2]高位钻孔抽采对遗煤自燃影响的数值模拟研究[J]. 王政,李宗翔. 矿业安全与环保. 2017(04)
[3]高瓦斯综采工作面顶板走向高抽巷布置研究[J]. 李胜,毕慧杰,罗明坤,兰天伟,张浩浩. 煤炭科学技术. 2017(07)
[4]高瓦斯易自燃工作面高抽巷瓦斯抽采与采空区遗煤自燃相互影响研究[J]. 肖峻峰,樊世星,卢平,余陶. 中国安全生产科学技术. 2016(02)
[5]高抽巷抽放条件下综放工作面采空区自燃危险区域划分[J]. 宣德全,兀帅东,曹拓拓,项冬冬. 煤矿安全. 2014(10)
[6]综放面采空区氧化带分布规律的CFD模拟[J]. 时国庆,王德明,仲晓星,汪月伟,顾俊杰. 采矿与安全工程学报. 2010(04)
[7]基于FLUENT的采空区流场数值模拟分析及实践[J]. 褚廷湘,余明高,杨胜强,潘荣锟. 河南理工大学学报(自然科学版). 2010(03)
[8]基于FLUENT对采空区氧气浓度场的数值模拟[J]. 时国庆,王德明,奚志林,邓小林. 煤炭科学技术. 2009(06)
博士论文
[1]高瓦斯易自燃采空区流场特征及遗煤氧化特性研究[D]. 余照阳.中国矿业大学 2018
硕士论文
[1]高抽巷抽采条件下采空区瓦斯与煤自燃耦合灾害的研究[D]. 信亚男.中国矿业大学 2019
[2]高瓦斯易自燃采空区瓦斯与遗煤自燃共生灾害研究[D]. 樊世星.安徽建筑大学 2016
[3]淮南煤矿新区采空区瓦斯抽放方法分析[D]. 李晓泉.广西大学 2007
[4]综放采空区抽放条件下漏风流场数值模拟研究[D]. 朱毅.西安科技大学 2006
本文编号：3297495
【文章来源】：中国安全生产科学技术. 2020,16(10)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
8406工作面巷道布置
表1 模型几何参数Table 1 Geometric parameters of model 部位名称 巷道规格(X×Y×Z)/m 工作面 8×194.4×2.8 采空区 200×194.4×75 进风巷 30×5×3.2 回风巷 30×4.6×3.2 高抽巷 38×2.6×2.7 低抽巷 38×3.8×2.82.2 自燃“三带”划分
由表7可知,一次项对氧化升温带宽度大小影响程度为C(高抽巷抽采流量)>A(供风量)>B(低抽巷抽采流量)。二次项对氧化升温带宽度大小影响程度为AC(供风量和高抽巷抽采流量)>AB(供风量和低抽巷抽采流量)>BC(低抽巷抽采流量和高抽巷抽采流量),因此通过回归方程作出氧化升温带宽度的响应曲面图及其等高线如图3所示。图3表明了供风量和高抽流量对氧化升温带宽度的交互影响程度。从等高线图可以直观地看出2因素的交互作用较显著,因为等高线的形状可以直观反映出交互效应的强弱,圆形表示2因素交互作用不显著,而椭圆形则与之相反。从等高线图中分析得出,在供风量一定的情况下,高抽巷抽采流量越大氧化升温带宽度越大,氧化升温带宽度随高抽巷抽采流量流量增加明显,因此可以适当降低高抽巷抽采流量。根据《煤矿安全规程》规定瓦斯尾巷作为瓦斯抽巷时,巷道内瓦斯浓度不能超过2.5%,因此设置高抽巷抽采流量最低为120 m3/min。由图3可知,为防止遗煤自燃,高抽巷抽采流量应小于200 m3/min。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高瓦斯易自燃煤层高抽巷瓦斯抽采与浮煤自燃耦合研究[J]. 杜瀚林,于贵生. 煤矿安全. 2019(12)
[2]高位钻孔抽采对遗煤自燃影响的数值模拟研究[J]. 王政,李宗翔. 矿业安全与环保. 2017(04)
[3]高瓦斯综采工作面顶板走向高抽巷布置研究[J]. 李胜,毕慧杰,罗明坤,兰天伟,张浩浩. 煤炭科学技术. 2017(07)
[4]高瓦斯易自燃工作面高抽巷瓦斯抽采与采空区遗煤自燃相互影响研究[J]. 肖峻峰,樊世星,卢平,余陶. 中国安全生产科学技术. 2016(02)
[5]高抽巷抽放条件下综放工作面采空区自燃危险区域划分[J]. 宣德全,兀帅东,曹拓拓,项冬冬. 煤矿安全. 2014(10)
[6]综放面采空区氧化带分布规律的CFD模拟[J]. 时国庆,王德明,仲晓星,汪月伟,顾俊杰. 采矿与安全工程学报. 2010(04)
[7]基于FLUENT的采空区流场数值模拟分析及实践[J]. 褚廷湘,余明高,杨胜强,潘荣锟. 河南理工大学学报(自然科学版). 2010(03)
[8]基于FLUENT对采空区氧气浓度场的数值模拟[J]. 时国庆,王德明,奚志林,邓小林. 煤炭科学技术. 2009(06)
博士论文
[1]高瓦斯易自燃采空区流场特征及遗煤氧化特性研究[D]. 余照阳.中国矿业大学 2018
硕士论文
[1]高抽巷抽采条件下采空区瓦斯与煤自燃耦合灾害的研究[D]. 信亚男.中国矿业大学 2019
[2]高瓦斯易自燃采空区瓦斯与遗煤自燃共生灾害研究[D]. 樊世星.安徽建筑大学 2016
[3]淮南煤矿新区采空区瓦斯抽放方法分析[D]. 李晓泉.广西大学 2007
[4]综放采空区抽放条件下漏风流场数值模拟研究[D]. 朱毅.西安科技大学 2006
本文编号：3297495
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