“两进一回”通风工作面采空区煤自燃区域分布规律
发布时间：2021-09-28 05:19
为研究"两进一回"通风工作面采空区煤自燃区域分布规律,模拟分析了塔山煤矿8301工作面回采期间不同工况下采空区氧气浓度,确定了煤自燃危险区域并提出相应防灭火措施。结果表明:"两进一回"通风工作面采空区煤自燃危险区域较大,自燃带在回采长度为150 m时达到96 m;注氮可大幅度改变采空区内自燃"三带"分布,减小采空区煤自燃危险区域。针对"两进一回"通风工作面,应考虑在采空区两侧注氮;增加风量可使自燃带边界向采空区深部延伸,且加大其前端距工作面的距离。
【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
8301工作面采空区物理模型
8301工作面回采长度为30、50、60、80、100、150 m时采空区氧气浓度分布图如图2。由图2(a）可知，由于风压作用和采空区深部钻孔抽放瓦斯的影响，采空区内氧气浓度由左至右逐渐降低，在各风巷与采空区交界处最高（20.7%），进风巷8301和回风巷5301间距离较短，但仍存在漏风使回风侧采空区氧气浓度较高。比较图2(a）～图2(c）发现，随着采空区变长，自燃带逐渐变宽，且向工作面方向移动，这是由于“两进一回”通风系统使采空区内漏风量变大的影响。为降低遗煤自燃危险性，需采用防灭火技术缩减自燃带宽度。当回采长度为30～50 m时，进风侧、回风侧自燃带宽度大小和增宽速率基本相同，自燃带变宽幅度与回采长度变长幅度比例为0.5，当回采长度为50～60 m时，自燃带宽度增宽速率突然变大，进风侧自燃带变宽幅度与回采长度变长幅度比例为1.8，比回采长度为30～50 m时高出260%，当回采长度>60 m后，自燃带变宽幅度减小，但都大于28 m，在回采长度为150 m时达到96 m，严重威胁井下安全，说明回采长度>50 m后，自燃带增宽速率变大，煤自燃危险区域变大，遗煤自燃危险性变大，存在较大安全隐患。3.2 注氮量对采空区煤自燃危险区域的影响
为研究不同注氮量下采空区自燃三带的范围变化，寻求最佳注氮量，模拟分析了不同注氮量下采空区自燃“三带”的变化规律。回采长度为80 m时注氮量为0、2 000、25 00、3 000、5 000 m3/h采空区氧气浓度分布图如图3。注氮管埋设于2301巷侧，可以看出，注氮大幅度改变了采空区内自燃“三带”分布，随着注氮量的增加，采空区内相同部位氧气浓度有所降低，自燃带逐渐变窄，窒息带逐渐变宽。自燃带是采空区内遗煤自燃高发区域，自燃带宽度的减小可大幅度减小采空区煤自燃危险区域。当注氮量2 000 m3/h时，靠近进风巷2301采空区自燃带几乎被消除，但对采空区中部和回风侧氧气浓度影响较小，防灭火效果不理想。随着注氮量的增加，靠近进风巷2301和中部采空区自燃带被消除，回风侧氧气浓度也有所降低，但仍处于8%～18%之间，有自燃危险性，因此，仅在进风巷2301处设置注氮口不能达到安全需求。回采长度为80 m时注氮量为5 000 m3/h采空区氧气浓度分布图如图3(f），注氮管分别埋设于2301巷侧和5301巷侧。由图3(a）和图3(f）对比得出，采空区两侧注氮后，氧气浓度大幅度降低，自燃带几乎被清除，采空区自燃危险性大幅度降低。因此，8301工作面应考虑在采空区两侧注氮，注氮量都为2 500 m3/h。3.3 风量对采空区煤自燃危险区域的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]晋牛矿1303综放面采空区注氮方案研究及数值模拟[J]. 贾宝山,汪伟,祁云,孙勇,李守国. 中国安全生产科学技术. 2018(03)
[2]煤层分层前后采空区自燃“三带”的数值模拟[J]. 文虎,张泽,赵庆伟,刘文永,郭军. 煤矿安全. 2017(03)
[3]不同风量下采空区自燃三带判定及防灭火技术[J]. 段春生,雷炎云,李世雄,许金钟,徐永亮. 煤炭科学技术. 2015(01)
[4]U型通风采空区注氮参数优选[J]. 何宗礼. 中国安全生产科学技术. 2013(07)
[5]综放工作面连续注氮下采空区气体分布及“三带”变化规律[J]. 吴玉国,邬剑明,张东坡,周春山. 煤炭学报. 2011(06)
[6]综放采空区空间自燃三带划分指标及方法研究[J]. 谢军,薛生. 煤炭科学技术. 2011(01)
[7]高瓦斯矿井孤岛综放采空区遗煤自燃综合防治技术[J]. 吕文陵,杨胜强,徐全,程涛,黄金,何磊. 中国安全生产科学技术. 2010(05)
[8]矿井防灭火技术现状及研究进展[J]. 秦波涛,王德明. 中国安全科学学报. 2007(12)
硕士论文
[1]综采面“U+L”两进一回通风系统采场瓦斯运移规律模拟研究[D]. 芦倩.太原理工大学 2010
本文编号：3411318
【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
8301工作面采空区物理模型
8301工作面回采长度为30、50、60、80、100、150 m时采空区氧气浓度分布图如图2。由图2(a）可知，由于风压作用和采空区深部钻孔抽放瓦斯的影响，采空区内氧气浓度由左至右逐渐降低，在各风巷与采空区交界处最高（20.7%），进风巷8301和回风巷5301间距离较短，但仍存在漏风使回风侧采空区氧气浓度较高。比较图2(a）～图2(c）发现，随着采空区变长，自燃带逐渐变宽，且向工作面方向移动，这是由于“两进一回”通风系统使采空区内漏风量变大的影响。为降低遗煤自燃危险性，需采用防灭火技术缩减自燃带宽度。当回采长度为30～50 m时，进风侧、回风侧自燃带宽度大小和增宽速率基本相同，自燃带变宽幅度与回采长度变长幅度比例为0.5，当回采长度为50～60 m时，自燃带宽度增宽速率突然变大，进风侧自燃带变宽幅度与回采长度变长幅度比例为1.8，比回采长度为30～50 m时高出260%，当回采长度>60 m后，自燃带变宽幅度减小，但都大于28 m，在回采长度为150 m时达到96 m，严重威胁井下安全，说明回采长度>50 m后，自燃带增宽速率变大，煤自燃危险区域变大，遗煤自燃危险性变大，存在较大安全隐患。3.2 注氮量对采空区煤自燃危险区域的影响
为研究不同注氮量下采空区自燃三带的范围变化，寻求最佳注氮量，模拟分析了不同注氮量下采空区自燃“三带”的变化规律。回采长度为80 m时注氮量为0、2 000、25 00、3 000、5 000 m3/h采空区氧气浓度分布图如图3。注氮管埋设于2301巷侧，可以看出，注氮大幅度改变了采空区内自燃“三带”分布，随着注氮量的增加，采空区内相同部位氧气浓度有所降低，自燃带逐渐变窄，窒息带逐渐变宽。自燃带是采空区内遗煤自燃高发区域，自燃带宽度的减小可大幅度减小采空区煤自燃危险区域。当注氮量2 000 m3/h时，靠近进风巷2301采空区自燃带几乎被消除，但对采空区中部和回风侧氧气浓度影响较小，防灭火效果不理想。随着注氮量的增加，靠近进风巷2301和中部采空区自燃带被消除，回风侧氧气浓度也有所降低，但仍处于8%～18%之间，有自燃危险性，因此，仅在进风巷2301处设置注氮口不能达到安全需求。回采长度为80 m时注氮量为5 000 m3/h采空区氧气浓度分布图如图3(f），注氮管分别埋设于2301巷侧和5301巷侧。由图3(a）和图3(f）对比得出，采空区两侧注氮后，氧气浓度大幅度降低，自燃带几乎被清除，采空区自燃危险性大幅度降低。因此，8301工作面应考虑在采空区两侧注氮，注氮量都为2 500 m3/h。3.3 风量对采空区煤自燃危险区域的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]晋牛矿1303综放面采空区注氮方案研究及数值模拟[J]. 贾宝山,汪伟,祁云,孙勇,李守国. 中国安全生产科学技术. 2018(03)
[2]煤层分层前后采空区自燃“三带”的数值模拟[J]. 文虎,张泽,赵庆伟,刘文永,郭军. 煤矿安全. 2017(03)
[3]不同风量下采空区自燃三带判定及防灭火技术[J]. 段春生,雷炎云,李世雄,许金钟,徐永亮. 煤炭科学技术. 2015(01)
[4]U型通风采空区注氮参数优选[J]. 何宗礼. 中国安全生产科学技术. 2013(07)
[5]综放工作面连续注氮下采空区气体分布及“三带”变化规律[J]. 吴玉国,邬剑明,张东坡,周春山. 煤炭学报. 2011(06)
[6]综放采空区空间自燃三带划分指标及方法研究[J]. 谢军,薛生. 煤炭科学技术. 2011(01)
[7]高瓦斯矿井孤岛综放采空区遗煤自燃综合防治技术[J]. 吕文陵,杨胜强,徐全,程涛,黄金,何磊. 中国安全生产科学技术. 2010(05)
[8]矿井防灭火技术现状及研究进展[J]. 秦波涛,王德明. 中国安全科学学报. 2007(12)
硕士论文
[1]综采面“U+L”两进一回通风系统采场瓦斯运移规律模拟研究[D]. 芦倩.太原理工大学 2010
本文编号：3411318
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