柠条塔矿浅埋煤层采空区漏风规律及其应用

发布时间：2020-05-17 01:10

【摘要】：采空区漏风会促使采空区中的遗煤氧化,严重时还可能导致火灾。浅埋煤层采空区同时受内部漏风与外部漏风影响,采空区的流场相对普通采空区而言有可能变得更加复杂,增加了采空区防灭火工作的难度。为掌握浅埋煤层采空区的漏风规律,首先给出了采空区多孔介质的特征、采空区内混合气体的流态以及采空区内气体流动所遵循的基本定理和数学模型。然后从冒落带、裂隙带的孔隙率分布,以及边界条件的设置三方面对浅埋煤层采空区漏风流场的模拟方法进行了研究:其中在冒落带,使用负指数函数描述其孔隙率分布,对于函数中表示孔隙率沿采空区走向变化规律的系数a,与表示孔隙率沿工作面巷道方向变化规律的系数b,通过实测与试算相结合的方法确定了a为-0.0223,b为-0.08;在裂隙带,给出了通过实测外部漏风量与试算相结合的方法,来确定裂隙带孔隙率的大小;对于存在外部漏风影响下的采空区给出了基于矿井通风网络解算原理的采空区流场压力边界条件设置方法。最后根据采空区气体流动的数学模型和这三方面的设置方法,对柠条塔矿S1223采空区分别选取外部漏风量为0、外部漏风量很小为10m3/min、外部漏风量为50m3/min(与真实的外部漏风量大小最为接近)和外部漏风量较大为100m3/min时进行流场模拟,模拟结果表明浅埋煤层采空区漏风规律为:1Om3/min的地表漏风量对采空区流场的影响很小,可以忽略不计,而外部漏风量大于50m3/miin对采空区流场的影响较大,且地表漏风越大,采空区中回风侧风速增加越大。基于外部漏风量为50m3/min下的采空区流场模拟结果,进一步模拟了柠条塔矿S1223采空区的氧气浓度分布规律,结果表明:在采空区底部平面上,最大氧化升温带范围为0~260m。结合S1223采空区外部漏风量为50nm3/min影响下的流场和氧气浓度分布规律,分析柠条塔矿S1223采空区的遗煤自燃危险性,发现影响柠条塔矿遗煤自燃的主要影响因素为遗煤厚度。为了降低采空区内遗煤自燃的可能性,通过计算,得到安全推进速度最少应为7.2m/d,从而确保柠条塔矿S1223工作面的安全开采,对于柠条塔矿的安全开采具有重要意义。
【图文】：

柠条塔矿S1226工作面采空区示意图

柠条塔矿S1226工作面采空区模型网格划分3.2.3冒落带孔隙率分布求解的基本原理
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD82

【参考文献】

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1 陈鹏;张浪;邹东起;;基于“O”形圈理论的采空区三维渗透率分布研究[J];矿业安全与环保;2015年05期

2 陈万胜;李超;陈小绳;吴奉亮;;浅埋深矿井采空区外部大漏风均压防治技术[J];西安科技大学学报;2015年05期

3 张学博;程红军;靳晓敏;;综采面采空区孔隙率分布规律数值研究[J];工业安全与环保;2015年09期

4 张春;题正义;李宗翔;;采空区孔隙率的空间立体分析研究[J];长江科学院院报;2012年06期

5 张进军;昝军才;;采空区自由堆积渗透率假设及应用[J];陕西煤炭;2011年04期

6 宋颜金;程国强;郭惟嘉;;采动覆岩裂隙分布及其空隙率特征[J];岩土力学;2011年02期

7 魏引尚;邵炜航;王慧;;基于网络解算的采空区漏风分布计算模式[J];煤矿安全;2011年01期

8 李宗翔;贾进章;周志林;;工作面反风时采空区场量分布变动的数值模拟[J];北京科技大学学报;2010年06期

9 褚廷湘;余明高;杨胜强;潘荣锟;;基于FLUENT的采空区流场数值模拟分析及实践[J];河南理工大学学报(自然科学版);2010年03期

10 马砺;肖e，

本文编号：2667667