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U型通风工作面全断面帷幕注氮防灭火技术研究

发布时间:2018-06-24 17:12

  本文选题:帷幕注氮 + 自燃 ; 参考:《煤炭科学研究总院》2017年硕士论文


【摘要】:注氮作为一种防治采空区自然发火的的技术措施,在国内各矿井应用广泛。目前许多学者在采空区注氮防灭火方面做了很多研究,但时常存在惰化效果不理想、投入成本高的问题,从根本上来说是采空区注氮管路布置和注氮流量控制不合理。本文以沙吉海煤矿B1003W01工作面为研究对象,采用理论分析、实验室实验、数值模拟和现场观测相结合的方法,研究一种适用于沙吉海煤矿的U型通风工作面全断面帷幕注氮防灭火方法。根据U型通风工作面采空区漏风特点,研究了氮气在其内的运移规律,为合理布置注氮管路奠定了基础;通过程序升温实验,测定了 B10煤层临界氧浓度,为判定氧化带下边界提供了指标;通过分析采场渗流特性,构建出采空区注氮数学模型,用反演方法对初始值进行优化,模拟了不同注氮量下采空区氧浓度场分布情况,得出最优注氮流量;根据气体释放模型理论,揭示了氮气释放过程,研究了全断面帷幕注氮技术关键参数,构建了帷幕注氮防灭火技术,并在沙吉海煤矿B1003W01工作面进行现场应用。通过对比帷幕注氮后数值模拟结果与实测数据,两者吻合性较好,很好的验证了全断面帷幕注氮技术的有效性,注氮后氧化带范围大大前移、收缩明显,惰化效果显著。
[Abstract]:Nitrogen injection, as a technical measure to prevent spontaneous combustion in goaf, is widely used in domestic mines. At present, many scholars have done a lot of research on nitrogen injection in goaf to prevent and extinguish fire, but there are many problems such as inert effect is not ideal and input cost is high. Fundamentally speaking, the arrangement of nitrogen injection pipeline and the control of nitrogen injection flow rate in goaf are unreasonable. This paper takes B1003W01 face of Shajihai Coal Mine as the research object, adopts the method of combining theory analysis, laboratory experiment, numerical simulation and field observation. This paper studies a method of preventing and extinguishing fire by nitrogen injection with full section curtain in U type ventilated working face suitable for Shajihai coal mine. According to the characteristics of air leakage in the goaf of U-type ventilation working face, the movement law of nitrogen gas in the goaf is studied, which lays a foundation for the rational arrangement of nitrogen injection pipeline, and the critical oxygen concentration of coal bed B10 is measured by programmed heating experiment. By analyzing the seepage characteristics of stope, the mathematical model of nitrogen injection in goaf is constructed, the initial value is optimized by inversion method, and the distribution of oxygen concentration field in goaf under different nitrogen injection is simulated. According to the theory of gas release model, the process of nitrogen release is revealed, the key parameters of the whole section curtain nitrogen injection technology are studied, and the curtain nitrogen injection fire extinguishing technology is constructed. And in Shajihai Coal Mine B1003W01 face site application. By comparing the numerical simulation results after nitrogen injection with the measured data, the results show that the effectiveness of the whole section curtain nitrogen injection technology is well verified. The range of oxidation zone after nitrogen injection is greatly forward, the shrinkage is obvious, and the effect of inerting is obvious.
【学位授予单位】:煤炭科学研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD752.2

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本文编号:2062334

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