崔木矿综放工作面采空区自燃危险区域判定研究

发布时间：2021-09-23 01:28

　　作为矿井五大灾害之一,火灾给我国的煤炭开采带来了严重安全隐患,采空区浮煤自燃尤为严重,而且大多数的矿井采空区都存在着浮煤自燃的危险。为了实现高产高效,大多矿井在开采较厚煤层时都选择综采放顶煤的开采技术。由于开采煤层厚度较大,加之其特殊放顶煤工艺,使得两道附近数米范围内的顶煤回采率较低,遗煤量较大,是煤自燃的多发地。因此,判定综放工作面采空区浮煤自燃危险区域的位置在防灭工作中就显得尤为重要。本论文以崔木煤矿21305工作面为研究对象,从综放工作面采空区浮煤自燃的特点出发,采用实验研究、现场观测和数值模拟相结合的方法对其采空区进行危险区域判定研究。首先,通过大型煤自然发火实验台对煤样进行实验测试,测定出自燃的极限参数与最短发火期;其次,通过现场观测并结合实际的生产状况,确定采空区浮煤厚度、氧浓度和漏风强度的分布;结合实验得到的自燃极限参数,得出在注氮条件下崔木煤矿21305综放工作面采空区煤自燃危险区域的判定以及工作面最小安全推进速度;最后,根据现场实测数据,运用ANSYS FLUENT 14.5建立采空区的三维数学模型,并对其进行注氮与不注氮两种条件下的解算,得出氧浓度与漏风强度的分布图... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的背景及研究的意义
        1.1.1 选题的背景
        1.1.2 选题目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤自燃机理研究现状
        1.2.2 煤自燃特性研究现状
        1.2.3 煤自燃危险区域判定研究现状
        1.2.4 采空区自然发火数值模拟研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 研究方法及技术路线
2 崔木矿综放面煤自燃影响因素及特点
    2.1 矿井概况
        2.1.1 矿井位置及煤层
        2.1.2 工作面概况
    2.2 崔木矿综放面煤自燃影响因素分析
        2.2.1 煤体粒度对其自然发火的影响
        2.2.2 空隙率对浮煤自燃的影响
        2.2.3 漏风强度对浮煤自燃的影响
    2.3 崔木矿综放面煤自然发火特点分析
    2.4 本章小结
3 煤自燃特性参数实验测定
    3.1 实验台整体结构
        3.1.1 炉体结构
        3.1.2 供风系统
        3.1.3 气体采集与分析
    3.2 实验条件
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 实验结果
        3.3.2 实验结果分析
    3.4 本章小结
4 崔木煤矿21305工作面现场观测及危险区域划分
    4.1 崔木煤矿21305工作面现场观测
        4.1.1 测点的布置与测试
        4.1.2 采空区浮煤分布状况
        4.1.3 采空区氧气浓度分布规律
        4.1.4 采空区漏风强度分布规律
    4.2 崔木矿21305工作面采空区“三带”划分
        4.2.1 采空区遗煤自燃“三带”划分条件
        4.2.2 崔木煤矿21305综放工作面采空区在注氮条件下自燃危险区域划分
    4.3 崔木煤矿21305综放工作面采空区在注氮条件下的极限推进速度
    4.4 本章小结
5 综放采空区数学模型及数值模拟研究
    5.1 综放面采空区气体渗流数学模型
        5.1.1 采空区气体渗流控制方程
        5.1.2 采空区氧浓度场数学模型
    5.2 综放面采空区渗流参数
        5.2.1 采空区空隙率分布
        5.2.2 采空区渗透率分布
    5.3 综放面采空区气体渗流预测模型
        5.3.1 渗流及计算区域
        5.3.2 边界条件的设定
    5.4 综放工作面采空区数值模拟三维模型及参数设置
        5.4.1 采空区三维建模及参数设置
        5.4.2 参数设置
    5.5 数值模拟结果及分析
        5.5.1 崔木矿21305综放面注氮条件下采空区数值模拟
        5.5.2 崔木矿21305综放面不注氮条件下采空区数值模拟
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3404754