大倾角煤层二氧化碳防灭火采空区流场分布规律模拟研究

发布时间：2017-09-28 23:13

  本文关键词：大倾角煤层二氧化碳防灭火采空区流场分布规律模拟研究

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【摘要】：大倾角煤层开采地质条件差,工作面推进较慢,采空区漏风规律复杂,为采空区遗煤自燃提供了充分的蓄热与供氧条件,开采过程中煤炭自燃火灾频发,矿井防灭火工作任务艰巨,采空区煤炭自燃火灾严重影响煤矿企业的安全生产。二氧化碳防灭火技术由于抑制惰化煤炭氧化自燃效果良好,且成本较低,已日渐成为解决煤矿采空区自燃火灾的重要技术之一。论文通过资料收集,采用理论分析与数值模相结合的研究方法,对二氧化碳防灭火技术在大倾角煤层的应用进行研究。通过分析大倾角煤层采空区空间分布特征,采空区内气体的渗流扩散规律,为大倾角煤层采空区数值模拟提供理论依据。运用Fluent软件建立大倾角煤层采空区模型,模拟采空区内流场的分布规律,对比分析二氧化碳不同注入位置和不同注入量条件下采空区内漏风风速分布、氧气浓度等变化情况,结合采空区自燃“三带”理论,分析二氧化碳防灭火技术在大倾角煤层的应用对于采空区自燃“三带”范围的影响。模拟结果表明:注入二氧化碳能够有效解决大倾角煤层采空区防灭火问题,注入量越大效果越好,根据大倾角煤层采空区流场分布规律,应当选择多位置注气措施,进风侧和回风侧同时注入二氧化碳,进风侧的注入位置距工作面20m左右效果最佳,回风侧的注入位置距工作面40m左右最佳。根据模拟分析与研究,得到了大倾角煤层采空区流场分布规律,提出了二氧化碳防灭火技术方案与措施,为大倾角煤层采空区防灭火工作提供科学依据。
【关键词】：大倾角煤层 采空区 二氧化碳防灭火 数值模拟
【学位授予单位】：四川师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第1章 绪论7-17
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-15
• 1.3 研究内容与方法15-17
• 第2章 大倾角煤层采空区空间特征研究17-23
• 2.1 大倾角煤层采空区空间分布规律17-18
• 2.2 大倾角煤层采空区区带范围18-19
• 2.3 大倾角煤层采空区空间区域特性分析19-21
• 2.4 本章小结21-23
• 第3章 采空区二氧化碳防灭火机理分析23-31
• 3.1 采空区气体运移的基本规律23-24
• 3.2 二氧化碳抑制煤炭自燃机理分析24-26
• 3.3 二氧化碳对煤氧吸附的影响26-27
• 3.4 二氧化碳防灭火工艺特点分析27-29
• 3.5 本章小结29-31
• 第4章 采空区流场分布规律数值模拟31-41
• 4.1 Fluent软件概况31-32
• 4.2 采空区模型及空间条件设定32-37
• 4.3 大倾角采空区三维建模37-39
• 4.4 本章小结39-41
• 第5章 采空区二氧化碳渗流扩散规律模拟结果41-59
• 5.1 注二氧化碳前后对比研究41-49
• 5.2 不同位置及注入量对比研究49-56
• 5.3 探讨56-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第6章 结论59-61
• 6.1 主要结论59
• 6.2 创新点59-60
• 6.3 不足与展望60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 作者简介及主要科研成果66

【参考文献】

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本文编号：938619