不同抽采条件对采空区煤自燃“三带”的影响研究

发布时间：2024-05-19 20:57

　　为研究建北矿4204工作面高瓦斯煤层不同抽采条件对采空区煤自燃"三带"分布及危险区域的影响,采用理论分析、数值模拟、现场原位观测等方法,利用CFD模拟软件,通过建立钻孔抽采、上隅角埋管抽采方式下的采空区渗流模型,模拟不同抽采条件下采空区氧浓度场分布规律。采用预埋束管监测系统对采空区氧浓度场分布规律进行现场观测,确定了采空区现场煤自燃"三带"的分布情况,并与模拟结果进行了对比分析,结果较为一致。根据工作面实际情况确定了最小安全推进速度,并提出减少遗煤、两隅角封堵、进风侧注氮与回风侧注浆等针对性的防灭火技术措施,可为瓦斯抽采与采空区遗煤自燃耦合治理方案一体化提供指导。

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【部分图文】：

图1埋管抽采采空区漏风机理示意图

采空区“三带”即为采空区散热带、氧化带、窒息带[11]。在抽采负压条件下管道内的静压比附近煤层的静压要小，从而在抽采管道与煤层之间形成压力梯度，促使游离态瓦斯更容易被抽出。但在抽采负压条件下，由于抽采使得煤层相对于外界处于负压状态，煤层与外界会再次形成压差，外部空气便会在大气压力....

图2建北矿4204工作面物理模型图

根据建北矿4204工作面参数建立物理模型，模型主体划分:工作面尺寸为200.0m×5.0m×3.5m，采空区尺寸为200m×150m×50m，进回风巷尺寸为5.2m×15.0m×3.5m，中部煤层厚1.5m，工作面两巷煤厚为6m。x轴为工作面方向，z轴为底板....

图3埋管抽采条件下的数值模拟结果

1)埋管抽采条件下采空区自燃“三带”模拟。根据建北矿4204工作面实际情况，建立高位钻孔与上隅角埋管抽采的物理模型，设定风速为1.2m/s、钻场抽采负压为30kPa、上隅角抽采负压为10kPa。取y=0.5m平面，模拟结果如图3所示。2)无抽采条件下采空区自燃“三带”....

图4无抽采条件下的数值模拟结果

2)无抽采条件下采空区自燃“三带”模拟。根据建北矿4204工作面实际情况，建立无抽采条件下的物理模型，其初始条件、边界条件与有抽采条件下相同。设定风速为1.2m/s，取y=0.5m平面，模拟结果如图4所示。3)抽采负压条件下采空区自燃“三带”模拟。根据建北矿4204工作面的钻....

本文编号：3978452