公乌素矿煤田火区影响下工作面安全开采技术研究

发布时间：2017-07-18 12:02

  本文关键词：公乌素矿煤田火区影响下工作面安全开采技术研究

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【摘要】：乌达矿区煤层群开采时导致矿区内存在面积较大的煤田火区,煤田火区内产生的大量有毒有害气体,经岩层裂隙导通,在通风负压作用下会对井下的安全生产构成很大的威胁。论文针对煤田火区下工作面安全开采技术进行研究,采用理论分析、数值模拟和现场应用验证相结合的方法,形成一套受火区有害气体影响下工作面安全开采技术。论文基于多孔介质流体力学的基本理论,以公乌素矿为例,建立了松散煤体内渗流的三维数学模型。应用Fluent流体模拟软件研究了工作面与火区之间的气体流动及其分布规律。根据煤田火区与工作面之间气体流动规律的研究成果和覆岩裂隙高度的计算结果,建立了工作面受火区影响程度评估模型,划分了三个安全等级,并给出了判断条件；对工作面火灾预警预报系统进行优化,优选了指标气体并有效布置了气体监测点；制定了防治工作面火区内气体侵入的措施和煤田火区内有害气体侵入的应急治理措施；制定了工作面采空区自然发火的治理方案,形成一套煤田火区下安全开采技术。将火区影响下工作面安全开采技术应用于公乌素矿011604工作面,结果表明：采用裂隙带发育高度计算和压能差计算相结合的评估方法是可行的；在实例矿井工作面实施了优化的预测预报系统和安全回采技术方案后,起到了良好的防治效果,实现了工作面的安全开采。
【关键词】：煤田火区 安全开采 多孔介质 气体流动
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 煤田火区及煤自燃相关研究现状10
• 1.2.2 煤田火区治理技术研究现状10-13
• 1.3 研究意义13
• 1.4 研究内容和技术路线13-15
• 1.4.1 研究内容13
• 1.4.2 技术路线13-15
• 2 煤田火区与井下工作面之间气体流动规律研究15-45
• 2.1 气体流动规律研究基础15-26
• 2.1.1 火风压15-16
• 2.1.2 多孔介质的概念及特征16-18
• 2.1.3 松散煤岩体内流体的流态18-19
• 2.1.4 松散煤岩体内流体的传质19-22
• 2.1.5 松散煤体内渗流的控制方程22-26
• 2.2 模型构建26-28
• 2.2.1 模拟条件26
• 2.2.2 数学模型及关键参数26-28
• 2.3 采空区与上覆煤田火区之间气体浓度场模拟28-43
• 2.3.1 建立三维物理模型28-29
• 2.3.2 定解条件29-32
• 2.3.3 模拟过程及结果分析32-43
• 2.4 验证结果分析43
• 2.5 本章小结43-45
• 3 工作面受煤田火区影响程度评估方法研究45-49
• 3.1 评估方法的建立45
• 3.2 裂隙带高度计算45-46
• 3.3 工作面与火区之间压能计算46-47
• 3.4 火区对工作面影响程度评估模型47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 4 工作面受煤田火区影响预测及防治技术研究49-56
• 4.1 工作面火灾预测预报系统优化49-51
• 4.1.1 指标气体优选49
• 4.1.2 气体监测点布置49-51
• 4.2 防治工作面火区内气体侵入措施51-53
• 4.2.1 减少火区与工作面之间漏风51
• 4.2.2 注氮措施51-52
• 4.2.3 均压通风措施52-53
• 4.3 煤田火区内有害气体侵入应急治理措施53
• 4.4 工作面采空区自然发火治理方案53-54
• 4.4.1 确定火区距工作面的距离和火势大小53-54
• 4.4.2 近距离采空区自燃灭火方案54
• 4.4.3 远距离采空区自燃灭火方案54
• 4.5 本章小结54-56
• 5 煤田火区下安全开采技术应用实例56-59
• 5.1 011604工作面受煤田火区影响评估56
• 5.2 011604工作面火区影响下安全开采技术的应用56-58
• 5.3 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-62
• 作者简历62-64
• 学位论文数据集64

【参考文献】

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本文编号：557574