综采工作面采空区自燃“三带”的判定及应用

基于采空区O2浓度的分布规律,研究了综采工作面采空区自燃"三带"的判定依据,并通过束管监测了采空区一定范围内O2浓度的变化,其浓度变化规律与测点到工作面距离之间具有三次多项式的变化关系。综合现场束管监测结果,将所得"三带"结果取平均值可得试验工作面采空区的"三带"范围分别为:散热带为0~40.8 m,可能自燃带为40.8~218.4 m,窒息带为>218.4 m。基于"三带"的判定结果,得到工作面回采速率必须>1.6 m/d,否则容易导致采空区自燃事故的发生。     

10101综放工作面采空区自燃“三带”分布特征

针对豹子沟煤矿10101综放工作面开采,分析探讨可能引起采空区自然发火火灾危险因素;应用气相色谱分析仪和束管取气的方法测定该工作面采空区自燃“三带”分布数据;采用现场实测方法和采用数值模拟法分析采空区自燃“三带”规律,经比照,得出不同风量条件下采空区自燃“三带”分布特征,最终确定范围为:散热带小于27.2 m,氧化自燃带27.2~74.5 m,窒息带大于74.5 m;结合煤层最短自然发火期,确定工作面的最小安全推进速度为1.84米/天。     

晋北煤业5-407工作面自燃指标性气体及"三带"划分研究

晋北煤业现阶段回采的5号~上煤层属II类自燃煤层,为保障工作面安全高效生产,通过实验室实验掌握5号~上煤氧化反应产生各类气体浓度的变化规律,并在现场布置束管监测采空区氧气浓度变化,据此划分采空区自燃"三带",分析工作面极限推进速度,结果表明:5号~上煤自燃标志性气体为CO和C_2H_4,采空区氧化自燃带范围为:胶带巷57～156 m,回风巷43～142 m,工作面最小推进速度为2.7 m/d。研究结果对于工作面防灭火具有重要意义。     

综放工作面采空区自燃“三带”的测定

为了提高综放工作面的注氮效果,合理确定注氮管路步距及注氮口位置。基于采空区漏风流场及漏风变化规律,采用在采空区预埋束管取样器的方法,检测采空区气体成分随工作面推进变化情况确定采空区自燃"三带"范围,并在同发东周窑煤业公司8102综放工作面得以实践应用。结果表明:该综放工作面冷却带范围为:0~15 m,氧化带范围为:15~95m,窒息带范围为:大于95 m。     

正益煤业11-104采空区自燃"三带"分布及防灭火技术研究

为防止正益煤业11-104工作面采空区出现遗煤自燃现象,采用Fluent数值模拟软件进行工作面初采和正常回采期间自燃三带分布规律的分析,基于分析结果得出氧化自燃带的范围分别为:初采期间采空区进风侧和回风侧距工作面140～360 m和60～237 m,正常回采期间采空区进风侧和回风侧距工作面160～410 m和90～ 235m.基于采空区特征及自燃"三带"分布规律,设计防灭火方案为采空区密闭+埋管注浆+采空区注氮,并在防灭火方案实施后进行束管监测.结果 表明,防灭火方案实施后,采空区内CO最大浓度低于80 ppm,无自燃现象出现,保障了工作面的安全回采.     

辛置煤矿2-208工作面采空区自燃三带分布规律实测分析

为掌握辛置煤矿2-208工作面采空区自燃三带的分布规律,在工作面建立束管监测系统,对采空区内可燃气体进行了监测。基于监测结果,得出采空区进风巷侧、中部、回风巷侧的散热带、氧化带、窒息带的范围,通过对监测数据用软件处理,得出采空区自燃危险区域主要为采空区回风侧16 m～59 m的范围,中部20 m～51 m的范围。基于采空区自燃危险区域的分析结果,确定对采空区采用黄泥灌浆+喷洒阻化剂+自燃危险区灌注高效阻化泡沫相结合的防灭火措施,保障采空区的安全。     

瑞安煤矿双巷束管监测技术优化及采空区“三带”划分

鉴于不完善的束管监测技术可能影响监测结果,导致数据监测不准确,影响工作面采空区"三带"划分的准确性,以瑞安煤矿014N-11综放工作面为研究对象,应用双巷束管监测技术来监测气体浓度,利用ORIGIN软件对监测数据进行处理,得到各测点O2浓度的变化规律和采空区"三带"划分范围。结果表明:改进的双巷束管监测技术切实可行,提升了有效监测时间和数据准确率;推算出014N-11综放工作面氧化自燃带的最大宽度为37.7 m,工作面最小极限推进速度为3.25 m/d。     

近距离煤层下分层采空区煤自燃危险区域分布规律

针对新维煤矿8104综采工作面开采煤层含硫量较高且局部富集、采空区遗煤多、距离上层采空区近等客观情况,研究了其采空区煤自燃危险区域分布规律。实施过程中,采用束管监测系统实时测试采空区气体场分布,在此基础上以O2浓度变化作为主要标志、温度变化为辅助标志划分了8104综采工作面采空区的"三带"范围,并采用数值模拟方式与现场实测结果进行了对比分析,结果表明实测与数值模拟结果基本一致。最终确定了该综采工作面采空区自燃带范围:进风侧为40.5~95.5 m,回风侧为15.3~59.7 m。     

综放采空区自燃“三带”分布规律研究

为了掌握梁宝寺二号井35002综放工作面自然发火的实际情况,通过现场实测O_2浓度和温度随工作面推进距离变化情况,研究35002综放工作面自燃"三带"的分布规律,确定了综放工作面采空区自然发火"三带"的范围:0~34 m为散热带,34~92 m为氧化升温带,92~118 m为窒息带。经计算得出35002综放工作面采空区的自燃防治的安全推进速度为74.5 m/月,并针对不同开采时期提出防治采空区遗煤自燃的措施。     

辛置煤矿综采工作面采空区自燃"三带"划分研究

为搞清辛置煤矿2-208工作面采空区自燃“三带”的分布范围,通过在工作面的进、回风巷预埋两组束管,进行现场监测采空区氧浓度场的分布规律,并结合计算机数值模拟,分析得出辛置矿2-208工作面采空区“三带”分布规律:0~28 m为散热带,28~52 m为氧化带,距工作面大于52 m为窒息带。由此提出了采空区防灭火技术措施。     

综合指标划分采空区自燃“三带”技术研究

介绍了采空区自燃"三带"研究的必要性,分析了常用的3种划分自燃"三带"指标,确定了试验工作面综合指标各自的指标值。针对试验工作面采用漏风风速和氧气体积分数等综合指标,划分出该试验工作面采空区自燃"三带"范围为18~93 m。采用数值模拟方法,划分出试验工作面采空区氧化带范围为18~93 m。通过现场实测,采用氧气体积分数指标划分出采空区氧化带范围为20~93 m。综合指标确定试验工作面采空区氧化带范围为18~93 m。为研究采空区自燃"三带"的划分提供了一种新方法,建议在类似矿井中使用该方法进行采空区"三带"划分。     

浅埋藏特厚自燃煤层综放工作面采空区自燃立体“三带”观测

针对东辰公司605综放工作面所采6#煤层为特厚的自燃煤层,且煤层埋藏较浅,在采动影响下,工作面与地表存在漏风通道,增大了工作面自然发火的威胁。工作面采用预埋束管取气样分析进行采空区自燃"三带"观测,结果表明:该工作面采空区气体的分布呈立体状态,既存在传统的水平方向的自燃"三带",也存在垂直方向上的自燃"三带";水平方向的氧化带范围分别为进风侧38～170 m,回风侧30～150 m;垂直方向的氧化带范围为运输巷侧煤层底板以上6～52m,回风巷侧煤层底板以上4～46 m。通过测定采空区自燃"三带"的分布范围,可使工作面防灭火工作有的放矢,从而保障工作面安全生产。     

基于现场测试及模拟的采空区危险区域判定

针对安家岭三号井39107工作面采空区自然发火问题,采用了现场监测与数值模拟相结合的方式对其进行区域危险性判定。依据氧浓度法划分自燃"三带"标准,束管监测数据与数值模拟结果总体保持一致。综合判断39107工作面采空区自燃危险区域范围为:进风侧52~143 m,回风侧25~128 m。     

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。     

特厚易自燃煤层综放工作面自燃“三带”划分及防灭火技术

根据酸刺沟煤矿6上111综放工作面的实际情况,采用在采空区埋设束管观测的方法监测采空区氧气浓度变化,分析监测结果得出该工作面采空区自燃"三带"范围和工作面的最低推进速度。根据监测结果采取注浆、注氮、注阻化剂、改变密闭构筑方式和合理配风等措施,综合防治采空区自燃。一氧化碳浓度变化检验结果表明,综放工作面采空区防灭火治理措施取得了良好的效果。     

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。     

基于FLUENT对银洞沟110201综采工作面采空区自燃“三带”的数值模拟

为了快速准确划分采空区自燃“三带”的分布范围,以银洞沟煤矿110201综采工作面采空区为研究对象,根据现场实际条件,采用ANSYS FLUENT软件对采空区进行数值模拟,通过Tecplot 360处理模拟结果,以此快速准确模拟出110201综采工作面采空区自燃三带分布规律;现场通过预埋束管,布置多组测点,监测采空区气体浓度变化,记录的数据利用Origin软件进行处理,得出实测110201综采工作面采空区回风侧氧化带的范围FLUENT模拟结果与现场实际测量结果良好吻合。结果表明:利用FLUENT软件对采空区进行数值模拟,可以快速准确划分采空区自燃三带范围,且模拟的三带范围与实测结果趋于一致。     

综放工作面Y型通风方式下的采空区自燃“三带”研究

为了研究高河煤矿3#煤层W1310工作面采空区在Y型通风(柔膜墙沿空留巷支护)、高抽巷情况下采空区遗煤自燃发火规律、"三带"分布范围,对采空区遗煤自燃做出超前预测。通过在工作面布置束管监测系统,抽取采空区气体并用气相色谱仪化验,分析O_2、CO、CO_2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6等气体浓度变化,综合考虑来划分采空区自燃"三带"范围。最终确定"三带"范围,进风侧:散热带:0～45m;氧化升温带:45～135m;窒息带:大于135m。回风侧:散热带:0～20m;氧化升温带:20～43m;窒息带:大于43m。月推进速度大于70. 8m/月。实践表明,与工作面实际情况非常符合,防止了采空区自燃,为W1310工作面防灭火提供了有效的技术指导。     

采空区自燃“三带”自动化分析技术

为了解决人工自燃"三带"测点布置的空间和时间局限性,依托KJ428矿用分布式激光火情监测系统、束管维护技术、测点位置标记技术和"三带"可视化曲线绘制技术,实现自燃"三带"的动态和自动化分析。利用KJ428矿用分布式激光火情监测系统,得到31202采空区回风侧各测点的温度及各种气体浓度大小,根据其中氧气浓度大小可自动得出31202采空区回风侧散热带、氧化带和窒息带范围分别为:采面后方0~60 m、采面后方60~130 m和采面后方130 m至采空区深部,同时随着各测点监测数据的变化,可观测采空区自燃"三带"范围的变化规律。     

综采工作面采空区自燃“三带”测定技术

采用FLUENT软件对2341(3)工作面采空区漏风进行数值模拟,找出采空区自燃"三带"分布的影响因素及规律。现场测定氧浓度,得出2341(3)工作面采空区自燃"三带"宽度:进风侧氧化带范围24.7~45.8 m,回风侧氧化带范围10.8~32 m。