祁南矿综采工作面采空区自然发火规律研究

为预防祁南矿综采工作面采空区遗煤自燃,保证工作面安全回采,以61煤层6144工作面为研究对象,采用现场埋设抽气管路、光纤测温系统和热电偶测温系统测定采空区气体成分与温度变化情况,获得采空区自热变化与分布规律。采用FLUENT建立数学模型,对采空区氧气浓度分布规律进行模拟,并将模拟结果与实测结果进行对比验证。结果表明：靠近风巷一侧采空区自燃带范围为13～92 m,靠近机巷一侧为19～118 m;计算出预防采空区自燃的工作面最低推进速度为1.97 m/d。6144工作面采空区数值模拟的“三带”范围总体上与实测结果吻合。     

综采工作面采空区自燃“三带”数值模拟

为研究综采工作面采空区煤自燃“三带”分布范围,以大梁湾煤矿30103综采工作面为研究对象,通过现场布置束管、人工监测的方式收集采空区不同深度气体组分数据。采用数值模拟软件进一步分析采空区的氧气浓度,与现场实测数据相互辅证,确定30103综采工作面采空区自燃“三带”的分布范围为散热带（进风侧<104 m,回风侧<43 m）、氧化升温带（进风侧104～310 m,回风侧43～235 m）、窒息带（进风侧> 310 m,回风侧> 235 m）。结合煤层最短自然发火期,得到工作面安全推进速度为4.84 m/d,研究成果对该工作面采空区煤自燃预防具有一定指导意义。     

金佳矿采空区瓦斯运移与煤自燃规律研究与实践

针对煤矿抽放采空区瓦斯和减少漏风防止采空区煤氧化自燃的矛盾,研究了开采过程中采空区瓦斯运移及遗煤氧化自燃规律。采用全面布点的方法测量工作面采空区气体成分和浓度,分析得出瓦斯运移规律和"三带冶情况;根据所得数据和分析结果,建立模型并应用FLUENT对采空区瓦斯分布状态和漏风情况进行数值模拟,得到渐变供风量下的可能自燃带范围和瓦斯涌出的变化规律,并据此得到同时满足防止瓦斯浓度超限和煤自燃要求的安全风量。     

综采工作面采空区自燃三带划分研究

针对王庄煤业3508综采工作面采空区煤层自燃防治,通过对3号煤层进行程序升温热解实验,得出将CO为标志性气体,C_2H_4可作为辅助性指标来判断煤层自燃情况。同现场束管监测和数值模拟采空区氧气浓度变化,确定了3508工作面采空区三带影响最广范围散热带:0～80 m;自燃带:80～140 m;窒息带:大于140 m; 3508工作面安全推进度为1.2 m/d。     

大采高煤层综采工作面采空区自燃"三带" 立体分布规律研究

为了探索大采高煤层综采工作面采空区自燃"三带"在不同高度下的分布规律,以马泰壕煤矿3102综采工作面为研究对象,构建了工作面采空区自燃"三带"立体取样分析系统。通过分析氧气、一氧化碳、二氧化碳等煤自燃指标气体变化规律,对采空区不同高度下自燃危险性区域进行了划分。通过建立数值模型,利用数值模拟软件进行验证,确定了采空区立体自燃危险性区域。研究结果表明:大采高煤层综采工作面采空区"自燃带"沿垂直高度上逐渐变宽,自燃危险性区域变大。在采取注氮、注浆、注三相泡沫等防灭火措施时,应提高灌注高度、扩大灌注范围。     

窄煤柱工作面采空区瓦斯运移规律数值模拟

宜兴煤业5309工作面采空区与5308工作面之间留设4 m窄煤柱,为了确定5309工作面采空区对5308工作面瓦斯涌出的影响,以便制定合理的瓦斯治理措施,文中分析了5308工作面的瓦斯来源,结合FLUENT软件对5309采空区注氮驱替的效果进行模拟,结果表明5309采空区注氮驱替能够有效控制其对5308工作面的影响。     

综采放顶煤工作面采空区漏风与氧气浓度分布规律

根据综采放顶煤工作面采空区的漏风源和漏风汇形式不同,研究了采空区漏风分布和氧气浓度分布规律,以及注氮量对采空区“三带”的影响,为采空区遗煤自燃的防治提供了参考。     

综采工作面采空区注氮防灭火技术模拟研究

为使综采工作面采空区注氮技术在曙光煤矿取得良好的防灭火效果,以1226工作面为背景,根据采空区自燃"三带"的分布规律确定注氮孔的合理位置,利用FLUENT软件模拟采空区氧浓度分布规律,分析不同注氮量对于采空区自燃"三带"的影响,确定1226工作面最佳注氮量为20 m~3/min。研究成果对于指导采空区自然发火的防治具有重要意义。     

放顶煤工作面采空区瓦斯运移规律及其防治

通过对"三软"煤层放顶煤工作面瓦斯涌出情况研究分析,找出了在不同工艺下采空区及工作面顶部的瓦斯运移规律,并运用这一规律合理安排采煤作面生产工序,有效地控制工作面瓦斯超限。     

综采工作面采空区自燃“三带”分布规律研究

针对福城煤矿1902N综采工作面采高大、开采条件困难、自然发火隐患较为严重的实际情况,采用在采空区埋设气体采集装置,通过束管传输,利用真空抽气泵取气,色谱仪分析的方式进行了采空区自燃“三带”的观测.通过分析,确定以氧气浓度作为自燃“三带”的划分依据.采空区氧化带范围为29～50 m,氧化带宽度最大处在采空区进风侧.     

动态推进工作面采空区自燃规律的数值模拟

基于非均质多孔介质中的连续性方程、多相气体渗流-扩散方程和综合传热方程,建立了工作面动态推进下的采空区遗煤自燃数值模型。结合实例条件,描绘了工作面开采推进过程中采空区内漏风流态、氧、CO、瓦斯和温度等分布状态及其动态过程。提出了工作面动态推进用各物理量分布后移的处理方法,使移动步距与时间动态过程相适应,实现了模拟计算在方法上的连续一体化。通过理论分析,发现采空区遗煤自燃与工作面推进速度呈指数关系,因而提高工作面推进速度能显著延长采空区内遗煤的自然发火期。     

综采放顶煤工作面采空区漏风与氧气浓度分布规律研究

根据综采放顶煤工作面采空区的漏风源和漏风汇形式不同，研究了采空区漏风分 布和氧气浓度分布规律，以及注氮量对采空区“三带”的影响，为采空区遗煤自燃的防治提 供了参考。     

易自燃煤层采空区N2与CO2惰性耦合气体运移规律

为了有效控制与防治煤炭自燃,保证煤矿安全开采,针对大兴矿开采易自燃煤层,且地质构造复杂,火成岩侵入灾害严重的问题,提出了N_2与CO_2惰性耦合气体防灭火思路,并采用数值模拟的方法,对耦合气体在采空区运移规律进行了研究。研究结果表明:当注入耦合气体N_2与CO_2的比例为3∶1时,采空区惰化效果最佳;当耦合气体注入点位置位于运输巷侧采空区距工作面45m时,该位置注入的惰性耦合气体对采空区的惰化效果最佳。     

通风方式对采空区煤层自燃规律的影响研究

为了研究通风方式对采空区自燃规律的影响,本文在研究风流流动方程及能量损失源项方程的基础上,对采空区自燃区域建立二维物理模型,并采用数值模拟对4种不同通风方式的采空区风场进行模拟,得到不同通风方式下采空区氧气浓度分布图,通过分析得出,4种通风方式对采空区自燃影响程度由大到小依次为:Z型>Y型>U型>W型。     

回采工作面采空区瓦斯运移规律研究

针对工作面采空区瓦斯的涌出易造成工作面回风隅角瓦斯超限,通过采取在工作面瓦斯抽放期间对其进行跟踪测试、采空区瓦斯涌出几何模型计算结果、运用fluent软件模拟的采空区瓦斯浓度分布等手段研究采空区瓦斯运移规律,得出:采空区瓦斯在工作面切眼0~20m范围内浓度变化较小,在20~60m范围内瓦斯浓度变化幅度较大,在60~100m范围内瓦斯浓度变化较小等结果,对治理上隅角瓦斯超限情况,保障回采工作面生产的正常进行具有重要的现实意义。     

高家梁煤矿40101综采工作面采空区自燃"三带"分布规律研究

为明确高家梁煤矿40101综采工作面采空区遗煤自燃风险范围,采用现场实测和数值模拟相结合的方法,对该工作面采空区自燃"三带"分布规律进行研究.利用束管监测系统监测采空区气体体积分数,结果表明:O2体积分数随采空区深度的增加呈显著下降趋势,二者拟合关系符合Logistic函数规律;CO2、CH4、C2H6等气体体积分数随...     

柴里煤矿综采工作面采空区遗煤自燃“三带”分布规律研究

以柴里煤矿3606综采工作面为研究背景,利用束管监测系统对采空区气体进行实时监测与分析,确定了3606综采作业面采空区二维平面氧化带范围;根据工作现场的实际情况构建等比例物理模型,并通过CFD算法对采空区氧气体积分数分布情况进行了数值模拟,得出了3606综采工作面采空区三维空间自燃“三带”的分布规律：进风巷侧氧化带范围为采空区深度26～52 m,采空区中部氧化带范围为采空区深度17～30 m,回风巷侧氧化带范围为采空区深度18～44 m。研究结果为采空区自然发火防治工作提供了技术支持。     

综采工作面煤尘扩散规律的研究

采用CFD离散相物理模型对采煤工作面不同割煤方式煤尘扩散进行模拟,对模型中5条代表性直线进行煤尘浓度检测,得出具有普遍试用的一般性煤尘扩散规律。发现顺风割煤时煤尘水平方向扩散速度快,但局限于采煤工作面底部范围,中心线浓度在煤机后10~15 m达到峰值;逆风割煤时煤尘垂直方向扩散速度快,中心线浓度在煤机后5~10 m达到峰值,并且煤尘浓度峰值高于顺风割煤煤尘浓度峰值。2种割煤方式煤尘浓度在煤机后40~50 m处在水平方向达到基本稳定,垂直方向煤尘底板浓度高于顶板浓度。