大倾角煤层斜切分层开采采空区自燃规律及防控技术研究

发布时间：2017-04-10 11:02

  本文关键词：大倾角煤层斜切分层开采采空区自燃规律及防控技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,我国矿井的开采深度和煤层倾角逐渐增大,为了防治冲击地压造成的危害和提高煤炭产量和效益,某些矿井使用斜切分层的方式来布置采煤工作面,由此导致采空区的自燃危险性极具特点,严重影响了工作面的安全生产,因此,掌握大倾角煤层斜切分层综放开采采空区的自燃规律对防治采空区火灾具有极其重要的意义。本文针对工作面倾角大、巷道布置复杂、采空区两道丢煤严重,内部丢煤不规则,漏风情况复杂的特点,运用实验研究与理论研究相结合的手段,测算出采空区浮煤自燃极限参数;采用数值模拟的方法对工作面生产过程的漏风规律进行研究,掌握了大倾角煤层斜切分层综放开采采空区的漏风规律;通过采空区浮煤自燃极限参数和现场观测的结果对1411工作面采空区三带进行划分,确定了采空区的自燃危险区域和工作面的最小安全推进速度,得出了大倾角煤层斜切分层综放开采采空区自燃规律。在此基础上,针对华丰矿井下的实际情况,建立采空区火灾的早期预测和预报系统,提出以注惰气、压注胶体和液态CO2为主要防灭火手段的综合防灭火思路。最后,对工作面停采期间的火灾防治效果进行检验,证明了提出的防灭火技术措施的有效性,防止了1411工作面采空区火灾的发生,确保工作面安全撤架封面。
【关键词】：大倾角 斜切分层 采空区自燃 漏风规律 防控技术
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 问题的提出8-9
• 1.2 国内外研究现状综述9-13
• 1.2.1 煤自燃机理研究现状9
• 1.2.2 煤自燃预测技术研究现状9-10
• 1.2.3 煤自燃数学模型研究现状10-11
• 1.2.4 煤层自燃危险区域判定研究现状11-12
• 1.2.5 斜切分层开采研究现状12
• 1.2.6 煤层自燃监测技术研究现状12-13
• 1.2.7 煤层自燃防灭火技术研究现状13
• 1.3 研究内容13-14
• 1.4 研究方案14
• 1.5 研究路线14-15
• 2 煤自燃特性参数实验研究15-25
• 2.1 实验原理15
• 2.2 实验装置15
• 2.3 实验条件15-16
• 2.4 实验步骤16
• 2.5 实验结果分析16-24
• 2.5.1 CO、CH_4随温度变化规律16-19
• 2.5.2 耗氧速度分析19-21
• 2.5.3 CO、CO_2、CH_4产生率21-22
• 2.5.4 临界温度和干裂温度22
• 2.5.5 C_2H_4、C_2H_6气体产生率22-24
• 2.6 本章小结24-25
• 3 斜切分层开采大倾角煤层自燃规律研究25-30
• 3.1 斜切分层巷道布置方式分析25
• 3.2 斜切分层综放开采大倾角煤层的自燃环境分析25-28
• 3.2.1 初采期间煤自燃环境分析26-27
• 3.2.2 正常回采期间煤自燃环境分析27
• 3.2.3 过相邻工作面停采线期间煤自燃环境分析27
• 3.2.4 停采期间煤自燃环境分析27-28
• 3.3 斜切分层综放开采大倾角煤层的自燃特点分析28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 4 大倾角煤层斜切分层开采综放面“三带”观测及危险区域判定30-43
• 4.1 工作面概况30
• 4.2 现场观测30-31
• 4.2.1 现场观测参数及仪器仪表30
• 4.2.2 现场观测埋管测点布置30-31
• 4.3 影响煤层自燃的主要因素分析及其参数的测算31-37
• 4.3.1 工作面进尺情况统计31-32
• 4.3.2 浮煤厚度推算32-34
• 4.3.3 氧气浓度测定34-36
• 4.3.4 漏风强度推算36-37
• 4.4 华丰矿1411综放面采空区“三带”划分37-42
• 4.4.1 采空区浮煤自燃极限参数37-40
• 4.4.2 1411综放面采空区自燃危险区域划分步骤40-41
• 4.4.3 采空区三带划分结果41-42
• 4.4.4 工作面安全推进速度测算42
• 4.5 本章小结42-43
• 5 大倾角煤层斜切分层开采采空区漏风规律研究43-49
• 5.1 综放采空区渗流及扩散数学模型43-44
• 5.1.1 采空区渗流控制方程43
• 5.1.2 氧气浓度场方程43-44
• 5.2 1411工作面采空区渗流区域几何模型44-45
• 5.2.1 边界条件的设定44-45
• 5.2.2 网格划分45
• 5.3 求解计算45-46
• 5.4 数值模拟结果分析46-48
• 5.5 本章小结48-49
• 6 大倾角煤层斜切分层开采采空区自燃防控技术研究49-62
• 6.1 采空区自燃防治总体思路49-50
• 6.1.1 采空区自燃防治重点阶段49-50
• 6.1.2 采空区自燃防治重点区域50
• 6.1.3 采空区自燃防治重点工作50
• 6.2 工作面生产期间的防灭火技术措施50-54
• 6.2.1 工作面初采期间防灭火措施50-51
• 6.2.2 工作面回采期间防灭火措施51-52
• 6.2.3 工作面末采期间防灭火措施52-53
• 6.2.4 工作面停采期间防灭火措施53-54
• 6.3 工作面初采期间防灭火措施效果检验54-58
• 6.3.1 工作面监测系统54-55
• 6.3.2 发现自燃隐患55
• 6.3.3 采取对应措施55-56
• 6.3.4 各测点气体变化情况56-57
• 6.3.5 超标原因分析57-58
• 6.4 工作面停采期间防灭火措施效果检验58-61
• 6.4.1 工作面监测系统58-59
• 6.4.2 发现自燃隐患59
• 6.4.3 采取对应措施59-60
• 6.4.4 各测点气体变化情况60-61
• 6.4.5 超标原因分析61
• 6.5 本章小结61-62
• 7 结论与展望62-63
• 7.1 结论62
• 7.2 展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 附录68-75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王云龙;贾宝山;林立峰;;采空区自燃“三带”分布规律的模拟研究[J];能源技术与管理;2011年01期

2 周心权;;煤矿采空区自燃防治和应急处置能力提高的建议[J];煤炭科学技术;2013年09期

3 陈建平,付延强,李国臣;低位反向注浆措施抑制采空区自燃[J];煤矿安全;2003年12期

4 王雷;杨胜强;;采空区自燃“三带”分布规律及其数值模拟研究[J];能源技术与管理;2006年03期

5 李福亮;;潘西矿19层煤采空区自燃防治技术[J];煤炭技术;2006年09期

6 胡克峰;程洪良;;新型胶体在控制采空区自燃中的研究与应用[J];山东煤炭科技;2007年01期

7 王蓬;魏引尚;常心坦;;采空区自燃“三带”的灰色关联分析与预测研究[J];煤矿安全;2008年05期

8 黄金;杨胜强;褚廷湘;徐全;黄军碗;;采空区自燃三带漏风流场的数值模拟[J];煤炭科学技术;2009年06期

9 杨胜强;徐全;黄金;褚廷湘;;采空区自燃“三带”微循环理论及漏风流场数值模拟[J];中国矿业大学学报;2009年06期

10 刘松;蒋曙光;王东江;张卫清;李亚东;;采空区自燃“三带”变化规律研究[J];煤炭科学技术;2011年04期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 王正辉;;采煤工作面采空区自燃预警探讨[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年

2 姚海飞;刘杨威;陈雄山;樊少武;;浅埋薄基岩厚煤层采空区自燃“三带”分布研究[A];第七届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2012年

3 赵庆刚;赵鹏;吴化新;王兴华;郭洪杰;;潘西煤矿大倾角煤层综采工作面采空区自燃综合治理技术[A];全国煤矿复杂难采煤层开采技术[C];2012年

4 周军民;;综放面采空区自燃危险区域判定技术研究[A];三门峡市第四届自然科学论文集（2002-2004）[C];2004年

5 梁言慈;;中国北方煤火汞及温室气体排放与污染[A];第七届全国环境化学大会摘要集-S12 重金属污染与修复[C];2013年

6 王富平;;路天矿浅埋深自燃厚煤层综放工作面自燃防治技术研究[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨皓;大倾角煤层斜切分层开采采空区自燃规律及防控技术研究[D];西安科技大学;2015年

2 张勋;塔山煤矿综放面采空区自燃“三带”研究[D];辽宁工程技术大学;2012年

3 蒋东杰;易自燃特厚煤层采空区自燃规律及其与矿山压力关系研究[D];河南理工大学;2011年

4 唐辉;魏家地高瓦斯综放采空区自燃预测预报研究[D];西安科技大学;2009年

5 苏全治;综采面采空区自燃“三带”变化规律研究[D];太原理工大学;2012年

6 刘文岭;大面积采空区自燃火灾灭火新技术的研究与应用[D];太原理工大学;2004年

7 刘小杰;兴阜矿3318工作面采空区自燃三带数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年

8 邵磊;采空区自燃“三带”的实测分析及数值模拟[D];安徽理工大学;2014年

9 赵阳;高地温矿井综放采空区自燃危险区域判定技术研究[D];西安科技大学;2011年

10 温伟;大黄山矿采空区自燃“三带”数值模拟及注氮防治研究[D];太原理工大学;2014年

  本文关键词：大倾角煤层斜切分层开采采空区自燃规律及防控技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：296548