口孜东矿大采高抽采条件下工作面自燃危险区域判别

发布时间：2017-10-11 19:02

  本文关键词：口孜东矿大采高抽采条件下工作面自燃危险区域判别

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【摘要】：本文分别从理论研究、实验测定、现场实测及数值模拟多角度对口孜东矿大采高抽采条件下工作面自燃危险区域进行判别。首先从理论研究开始,对煤自燃学说、采空区渗流力学、煤自燃危险性预测及煤自燃危险区域划分方法进行初步掌握,参考借鉴前人的研究成果,结合研究对象的特性,提出自己论文研究方向。通过对13-1煤自燃特性参数测定实验,获知13-1煤工业组分,真相对密度,判定其自然倾向性等级为Ⅰ类,属于易自燃煤层；通过13-1煤低温氧化实验可知,其生成各气体浓度有一定的规律可循,得出在不同温度段以不同气体来预测预报煤炭自燃,形成标志气体体系；研究了13-1煤低温氧化过程中其耗氧速率、放热强度随温度的变化规律,结合理论基础,测算出13-1煤层最短自然发火期为50天；本文在现场实测及数值模拟方面进行了大量的研究,探析了不同气体浓度、温升速率随工作面推进的变化情况,并且得出以氧浓度、温升速率为划分指标下111304工作面采空区自燃危险区域的分布范围,在数值模拟过程中,分别模拟了不同工作面供风量、不同高抽巷抽采量、不同高抽巷位置下对采空区漏风流场的影响,并且得出以漏风强度为划分指标下111304工作面采空区自燃危险区域分布范围；最后,综合考虑影响煤炭自燃的决定因素,提出以综合指标对大采高抽采条件下工作面自燃危险区域进行判别,具体给出了巷道顶煤及沿空侧煤柱、工作面采空区自燃危险区域划分指标,得出111304工作面自燃危险区域,即111304工作面巷道顶煤及沿空侧煤柱处漏风大且煤体破碎严重,属于易自燃区域；工作面采空区进风侧30-105m、回风侧25-95m为氧化升温带,并进行危险区域验证,以便实施相应的防灭火技术。
【关键词】：大采高 高抽巷 自然发火 自燃危险区域 判别指标
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-21
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 理论基础及国内外研究现状14-19
• 1.2.1 煤自燃学说14-15
• 1.2.2 采空区渗流力学15-16
• 1.2.3 煤自燃危险性预测16-17
• 1.2.4 煤自燃危险区域划分方法17-18
• 1.2.5 存在的问题18-19
• 1.3 论文研究内容及技术路线19-21
• 1.3.1 课题研究的主要内容19
• 1.3.2 课题解决的主要技术路线19-21
• 2 工作面概况及抽采条件下煤炭自燃特点21-25
• 2.1 111304工作面概况及采动裂隙分布特点21-23
• 2.2 111304工作面抽放条件下煤层自然发火特性23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 3 13-1煤自燃特性参数测定及低温氧化实验研究25-47
• 3.1 13-1煤层自燃基础参数测定25-26
• 3.1.1 煤样工业分析25
• 3.1.2 煤样的真相对密度测试25
• 3.1.3 煤自燃倾向性鉴定25-26
• 3.2 13-1煤层低温氧化实验26-27
• 3.2.1 实验准备26
• 3.2.2 实验装置及步骤26-27
• 3.3 13-1煤低温氧化实验规律研究及标志气体的优选27-42
• 3.3.1 实验数据汇总28-33
• 3.3.2 O_2、CO、CO_2气体分析33-34
• 3.3.3 烃类气体分析34-37
• 3.3.4 预测煤自燃标志气体的优选37-42
• 3.4 13-1煤低温氧化过程中耗氧速率及放热强度规律42-44
• 3.4.1 13-1煤耗氧速率变化规律42-43
• 3.4.2 13-1煤放热强度变化规律43-44
• 3.5 13-1煤层自然发火期鉴定44-45
• 3.6 本章小结45-47
• 4 口孜东矿111304工作面自燃“三带”实测划分47-69
• 4.1 现场测试系统47-52
• 4.1.1 温度测试系统47-50
• 4.1.2 气体采集系统50-51
• 4.1.3 工作面测试系统布置51-52
• 4.2 测试结果汇总及分析52-67
• 4.2.1 测试数据成果汇总52-61
• 4.2.2 实测成果分析61-67
• 4.3 实测条件下工作面“三带”划分67
• 4.4 本章小结67-69
• 5 大采高抽采条件下漏风流场数值模拟69-79
• 5.1 模拟模型的建立69-71
• 5.2 模拟结果及分析71-74
• 5.3 工作面不同风量对采空区流场的影响74-75
• 5.4 抽采条件下工作面采空区流场数值模拟75-77
• 5.4.1 抽采量对采空区自燃危险区域分布影响75-76
• 5.4.2 高抽巷垂直高度对采空区自燃“三带”影响76-77
• 5.6 本章小结77-79
• 6 大采高抽采条件下工作面自燃危险区域判别79-85
• 6.1 工作面自燃危险区域判别指标提出79-83
• 6.1.1 工作面自燃危险区域确定79-81
• 6.1.2 工作面自燃危险区域判别指标81-82
• 6.1.3 111304工作面自燃危险区域判别82-83
• 6.2 111304工作面自燃危险区域验证83-84
• 6.3 本章小结84-85
• 7 结论与展望85-89
• 7.1 结论85-86
• 7.2 展望86-89
• 参考文献89-93
• 致谢93-95
• 作者简介及读研期间主要科研成果95

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本文编号：1014198