深部启封综放面回采期间火灾综合防治技术研究

发布时间：2017-06-18 14:14

  本文关键词：深部启封综放面回采期间火灾综合防治技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着近年来,综采放顶煤技术的大力推广及在各个矿井的普遍使用,使得矿井实现了高效高产,并带来了可观的经济效益。但由于综采放顶煤技术存在遗煤较多的缺点,也使得综放工作面采空区自然发火问题相对较严重。由于采空区范围较大,且采空区内部空间情况复杂,无法探明,所以综合性的防治矿井火灾技术对于预防煤炭自然发火保障矿井安全生产就起到了至关重要的作用。本文采用现场参数测定,实验室测定及数值的模拟的方法,对孔庄煤矿7354综放工作面和8353E\7353W综放工作面进行研究,并提出了一系列综合防火技术,对于孔庄煤矿实现安全生产起到了重要意义。首先阐述了漏风对采空区煤炭自然发火的影响机理,结合孔庄煤矿工作面实际情况,采用能位测定与示踪气体相结合的漏风检测技术,对孔庄煤矿7354综放工作面和8353E\7353W综放工作面的漏风情况进行了检测,为之后采空区自燃“三带”的数值模拟及制定相应的漏风治理措施提供了有效的数据支持。其次对孔庄煤矿7354综放工作面和8353E\7353W综放工作面所取煤样进行了煤自燃倾向性鉴定和指标气体优选,通过程序升温实验,综合考虑各指标气体预测预报的科学性和准确性,最后确定了以CO作为首选指标气体,以C2H4作为主要指标气体,以C2H6、C2H4/C2H6为重要辅助指标的煤层自然发火预报体系。再次对孔庄煤矿7354综放工作面和8353E\7353W综放工作面进行现场铺设温度传感器进行自燃“三带”的测定,进而计算出工作面安全推进速度,指导矿井安全开采。并依托测定的漏风参数及工作面实际情况,对7354综放面采空区“三带”进行数值模拟,对比采取和未采取罗克休对隅角进行封堵两种情况下,7354工作面采空区流场、氧气浓度场分布情况。最后对现场实测数据,实验室测试数据及数值模拟结果进行处理分析,提出指导矿井安全生产的综合防灭火技术体系,其中包括以温度分析法和火灾束管监测系统组成的自然发火预测预报体系,以及含有以罗克休对隅角进行封堵的采空区漏风控制技术、灌注泥浆防灭火技术、喷注氮气泡沫防灭火技术和凝胶(胶体)防灭火技术在内的综合防灭火技术体系。
【关键词】：采空区 漏风 指标气体 数值模拟 自燃“三带” 防治技术
【学位授予单位】：华北科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 绪论17
• 1 Introduction17-23
• 1.1 研究背景及意义（Research Background and Significance）17-18
• 1.2 国内外研究现状（Current Research Status in Domestic and Abroad）18-20
• 1.2.1 工作面漏风检测技术研究18
• 1.2.2 自燃倾向性及标志性气体优选研究18-19
• 1.2.3 采空区煤自燃数值模拟研究19-20
• 1.3 工作面概况（General Situation of Mining Face）20-21
• 1.4 主要研究内容（Main Content in Present Study）21
• 1.5 研究方法及技术路线（Methodology and Technical Route）21-23
• 2 工作面漏风测定与分析23-32
• 2.1 工作面周围能位测定（Energy Measurement around Mining Face）23-28
• 2.1.1 测定方法23
• 2.1.2 测定程序23
• 2.1.3 测定过程及结果23-28
• 2.2 工作面漏风测定与分析（Leakage Measurement and Analysis of MiningFace）28-32
• 2.2.1 SF_6示踪气体测定漏风的具体方案28-29
• 2.2.2 测定仪器29-30
• 2.2.3 测定结果及其分析30-32
• 3 煤的自燃倾向性鉴定及标志性气体分析32-45
• 3.1 煤的自燃倾向性鉴定（Coal Spontaneous Combustion Tendency Identified）32-34
• 3.2 煤矿自燃标志性指标气体分析（Analysis of Spontaneous Iconic Index Gas）34-45
• 3.2.1 煤自然发火气体产物及其生成规律34-35
• 3.2.2 煤自然发火标志性气体优选方法35
• 3.2.3 实验装置与条件35-37
• 3.2.4 实验过程37
• 3.2.5 指标气体分析37-43
• 3.2.6 自然发火预报体系43-45
• 4 采空区自燃“三带”测定与数值模拟研究45-65
• 4.1 采空区自燃“三带”及划分方法概述（The Method of Division of“ThreeZones”in The Goaf）45-46
• 4.2 采空区自燃“三带”测定（The Measurement of“Three Zones”in The Gob）46-58
• 4.2.1 实验仪器设备的选择46
• 4.2.2 现场实验方案制定46-48
• 4.2.3 注意事项48-49
• 4.2.4 7354工作面测定结果及分析49-53
• 4.2.5 8353E/7353W工作面测定结果及分析53-57
• 4.2.6 工作面安全推进速度57-58
• 4.3 综放面采空区“三带”数值模拟研究（The Research of Numerical Simulationof Caving Goaf’s "three zones"）58-65
• 4.3.1 基本假设58
• 4.3.2 数学模型58-60
• 4.3.3 求解工具与方法60
• 4.3.4 物理模型与网格划分60-61
• 4.3.5 模拟结果及分析61-65
• 5 综放采空区煤炭自然发火综合防治技术65-75
• 5.1 自然发火原因分析（The Analysis of The Causes of SpontaneousCombustion）65-66
• 5.2 自然发火预测预报体系（Spontaneous Combustion Prediction System）66-69
• 5.2.1 温度分析法66
• 5.2.2 火灾束管监测66-69
• 5.3 综合防灭火技术（Comprehensive Fire Fighting Technology）69-75
• 5.3.1 采空区漏风控制技术69-71
• 5.3.2 灌注泥浆防灭火技术71
• 5.3.3 喷注氮气泡沫防灭火技术71-73
• 5.3.4 凝胶（胶体）防灭火技术73-75
• 6 全文总结75-77
• 参考文献77-81
• 附录81-85
• 作者简历85-87
• 学位论文数据集87

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