凤凰山矿沿空留巷Y型通风方式下采空区漏风规律研究

发布时间：2024-05-19 11:06

　　矿井火灾和瓦斯爆炸是我国煤矿的突出灾害,严重影响着井下的正常开采和职工的生命安全。采空区漏风影响着工作面上隅角瓦斯积聚和采空区遗煤自燃。工作面向采空区的漏风,一方面由于大量的氧气为采空区遗煤自燃创造了一个必要条件,另一方面采空区向工作面的回风,引起采空区瓦斯涌出,致使采煤工作面上隅角瓦斯积聚,为瓦斯爆炸创造了条件。 晋城煤业集团凤凰山矿为提高煤炭资源回收率,缓解工作面采掘衔接问题,首次在154307工作面采用了无煤柱沿空留巷技术和Y型通风方式。通过对凤凰山矿154307综采工作面采空区气体进行了长期监测,结合瞬时释放SF6技术测定采空区流场和漏风状况,研究采空区漏风规律。 本文主要研究内容及结论如下： 1、分析比较工作面各通风系统优缺点,研究了Y型通风沿空留巷技术特点及采空区漏风影响因素。 2、通过对凤凰山矿154307工作面沿空留巷墙体采空区气体及工作面上隅角瓦斯进行长期监测,得出：(1)在整个回采期间,仅1#和5#测点在工作面分别推进约450m和650m之后,02浓度才有明显下降趋势,但仍较高,其余各点02浓度均在20%左右,可知回采期间工作面向采空区一直存在着严重的漏风,漏风距离...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 采空区风流的国内外研究现状
        1.1.1 采空区风流问题的主要研究方法
        1.1.2 采空区风流研究现状
    1.2 问题的提出
    1.3 本文研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
2 Y型通风沿空留巷开采技术特点及影响因素分析
    2.1 工作面通风系统综述
    2.2 Y型通风沿空留巷技术特点
    2.3 Y型通风沿空留巷采空区漏风影响因素
        2.3.1 煤层倾角
        2.3.2 顶板
        2.3.3 工作面风量
        2.3.4 工作面推进速度
        2.3.5 工作面尺寸
        2.3.6 留巷墙体的尺寸及质量
        2.3.7 充填墙体的堵漏
        2.3.8. 漏风强度与氧浓度、散热、瓦斯浓度的关系
        2.3.9 采空区漏风与孔隙率之间的关系
    2.4 沿空留巷采空区多孔介质理论
        2.4.1 顶板变形及移动规律
        2.4.2 多孔介质特性及孔隙率分布
        2.4.3 采空区漏风风阻
    2.5 小结
3 Y型通风沿空留巷工作面采空区气体现场监测
    3.1 凤凰山矿154307工作面概况
    3.2 沿空留巷施工工艺
        3.2.1 工作面布置
        3.2.2 采煤及充填工艺流程
        3.2.3 沿空留巷墙体充填参数
    3.3 采样点设置及检测设备
        3.3.1 采样点布置
        3.3.2 采样时机及频率
        3.3.3 采样装置
        3.3.4 气样分析装置
    3.4 各测点O₂、CH₄气体浓度随工作面推进变化情况
    3.5 工作面不同推进位置时各测点O₂、CH₄气体浓度变化情况
    3.6 上隅角CH₄浓度随工作面推进变化情况
    3.7 小结
4 SF6技术测定Y型通风沿空留巷采空区漏风
    4.1 瞬时释放SF₆技术
    4.2 SF₆技术在154307工作面的应用
        4.2.1 SF₆释放方案
        4.2.2 SF6技术在凤凰山矿154307工作面释放实验
        4.2.3 释放实验结果
    4.3 小结
5 Y型通风沿空留巷采空区漏风流场数值模拟
    5.1 Y型通风沿空留巷采空区数学模型
    5.2 Fluent软件介绍
    5.3 Y型通风沿空留巷采空区模型建立
    5.4 模拟结果及分析
        5.4.1 采空区留巷墙体内O₂模拟结果与实测结果对比
        5.4.2 模拟结果及分析
    5.5 小结
6 结论
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3978022