综放工作面巷道沿空侧松散煤体漏风强度测算方法研究

测算巷道松散煤体的漏风强度分布状况及动态变化规律, 对松散煤体的自然发火预测技术的研究具有重要意义． 由于巷道松散煤体的实际漏风速度极小（０－００１ ～０－５ ｃｍ／ｓ） , 因而目前测风、测压技术在实际应用中存在诸多问题． 为此, 提出了通过实测巷道沿空侧松散煤体钻孔氧气浓度推算漏风强度的方法, 并分析了巷道松散煤体在自燃过程中热风压对漏风强度的动态影响． 该方法在东滩煤矿４３０８ 综放工作面沿空巷道自燃性预测中得到成功应用．     

综放工作面巷道漏风状况分析

通过对综放工作面巷道煤层所处环境、松散煤体漏风流态、漏风动力等关键因素的分析,研究了巷道煤体漏风状况。结果表明,综放工作面巷道煤体中的漏风流态为层流,并在此基础上出巷道松散煤体渗透系数的表达式、漏风强度、风压梯度与空隙率之间的关系及总体漏风强度表达式,从而为进一步完善巷道煤体自然理论及防治技术研究提供了一定的理论基础,具有一定的现实意义。     

综放面采空区遗煤自然发火特点及环境分析

根据综采放顶煤开采技术的开采特点及现场调查和观测,总结出综采放顶煤工作面采空区自然发火的主要特点。在分析综放开采条件下采空区煤体所处环境的基础上,通过对采空区浮煤厚度、松散煤体空隙率、采空区漏风强度、工作面推进速度、采空区围岩原始温度等关键因素的分析研究,指出采空区遗煤所处环境的变化将会引起浮煤自燃过程的动态变化。     

高位顶管注浆防治采空区自然发火

采空区深部老塘煤体预热是自然发火煤层防火的重大隐患。利用采区液压系统的单体液压支柱作为动力源,向采空区进行高位顶管注浆,扩大了工作面采空区注浆范围,提高了工作面采空区注浆量,将采空区松散煤体注湿注透,隔断采空区漏风,有效解决了工作面采空区预热发火隐患,确保了工作面安全生产。     

汝箕沟矿高瓦斯综放面采空区自燃危险区域判定方法

高瓦斯矿综放面采空区自燃严重威胁着矿井的安全开采。根据大型煤自燃发火实验测定的松散煤体放热强度和耗氧速率,通过测定采空区氧浓度分布状况,推断出采空区漏风强度分布规律。根据能量守恒原理,结合采空区实际的浮煤厚度、漏风强度和氧浓度的分布,提出了采空区遗煤自燃极限参数的计算方法,构建了煤自燃危险区域判定的必要条件。根据采空区氧化升温区的宽度和遗煤最短自燃发火期,提出了能引起自燃的最小推进速度计算方法,从而提出了高瓦斯矿综放面采空区自燃危险区域判定条件和方法,对预防高瓦斯综放面采空区遗煤自燃具有重要的指导意义。     

煤自燃的热量积聚过程及影响因素分析

根据热力学、传热学理论,分析了煤自燃热量的积聚过程,推导出煤自燃的热量传递方程,从而得知煤体升温的必要条件．影响煤体热量积聚的主要因素有温度、浮煤厚度、空隙率和漏风强度．温度越高,煤体氧化放热强度越大,煤体与围岩温度差越大,越不利于煤体的热量积聚;浮煤厚度是放热和蓄热的物质基础,只有大于最小浮煤厚度,煤体才有可能自燃;空隙率决定松散煤体内漏风强度和导热系数的大小;漏风强度对煤体氧化放热和对流散热都有影响,漏风强度必须大于提供足够氧气所需的最小值,小于上限漏风强度,煤体才可能自燃．     

放顶煤工作面停产期间综合防灭火技术

为了防止放顶煤工作面长期停产造成工作面发生火灾,影响以后工作面的生产,通过应用均压通风和对工作面采空区侧吊风障、垛煤袋、埋管注浆及注MEA等综合防灭火技术,有效阻止了松散煤体氧气的供给,减少向采空区漏风,从而降低煤层自燃危险可能,完全杜绝了向工作面采空区漏风,达到了防止自然发火的目的。     

综放工作面采空区煤自燃过程的动态数值模拟

综放工作面采空区浮煤自燃主要取决于浮煤厚度，氧浓度，漏风强度，工作面推进速度和自燃发火期5个参量，工作面正常生产时，采空区自燃三带处于一个动态的稳定状态。根据综放工作面采空区自燃发火特点，将松散煤体自燃发火数学模型简化，建立了综放工作面采空区湿度变化的动态数学模型，用计算机动态模拟采空区浮煤自在升温过程，对时反映采空区温度分布状态及其动态变化规律，对采空区浮煤自然危险性进行超前预测，指导综放工作面的安全生产。     

西庞煤矿采空区遗煤复采煤层自燃火灾的防治

分析采空区松散遗煤复采过程中的自然发火特点,结合示踪气体对煤体漏风通道的检测结果,采用人工监测、束管监测等手段对巷道周围煤体的温度及气体进行监测,同时采用胶体防灭火技术和均压防灭火技术对已探测的高温区域进行治理,保证了巷道在工作面推进过程中的稳定,取得了明显的防治效果。     

含热源高温松散煤体自吸氧规律数值分析

为了研究松散煤体内氧气输运影响因素及规律,以自行建立的高温松散煤体自吸氧实验装置为对象,采用CFD软件建立了实验装置的数值模型,研究了不同热源强度、空隙率条件下松散煤体高温区域的自卷吸供氧过程。结果表明:随热源强度增加,松散煤体内气流所受浮升力增大,气流运移速度加快可为高温区域运送更多氧气;随着距热源端距离的增加,气流速度v会逐渐变小;在热源强度一定情况下煤体内速度大小与空隙率成正相关,空隙率对松散煤体内气体总压分布影响较小;垂直方向的漏风供氧通道(出风流通道)有利于松散煤体高温火区自卷吸供氧的形成及发展。     

含热源高温松散煤体自吸氧规律数值分析北大核心

为了研究松散煤体内氧气输运影响因素及规律,以自行建立的高温松散煤体自吸氧实验装置为对象,采用CFD软件建立了实验装置的数值模型,研究了不同热源强度、空隙率条件下松散煤体高温区域的自卷吸供氧过程。结果表明:随热源强度增加,松散煤体内气流所受浮升力增大,气流运移速度加快可为高温区域运送更多氧气;随着距热源端距离的增加,气流速度v会逐渐变小;在热源强度一定情况下煤体内速度大小与空隙率成正相关,空隙率对松散煤体内气体总压分布影响较小;垂直方向的漏风供氧通道(出风流通道)有利于松散煤体高温火区自卷吸供氧的形成及发展。     

综放面巷道松散煤体自燃过程数学模型的建立

在煤炭自燃灾害中,松散煤体自燃占很大的比例,综放面松散煤体较多,发生自燃的危险性也较高。文中根据综放面巷道松散煤体所处位置、堆积形态、漏风动力、散热条件等总结出自燃的特点,并判断自燃危险区域,最终推导出综放面巷道松散煤体自燃过程的数学模型,对实际生产中预防巷道松散煤体自燃起到指导作用。     

五沟矿沿空掘巷煤自燃规律及数值模拟研究

为研究五沟矿1021工作面沿空掘巷煤柱及相邻采空区自然发火的特征,根据煤炭自燃理论,采用现场煤柱测温、位能测定及数值模拟相结合的方法,分析了沿空掘巷煤自燃影响因素。结果表明：煤柱完整性是导致采空区漏风、遗煤自燃的主要原因之一。在数值模拟预测条件下,经过2～3个月后,沿空侧1017采空区中遗煤温度有所升高,但最高温度低于60℃。当矿压作用使煤柱进一步压酥时,漏风量增大,沿空侧松散煤体温度有升高趋势,具有自然发火危险性。     

易自燃厚煤层综放工作面预掘回撤通道技术及实践

针对低瓦斯易自燃厚煤层综放工作面收尾回撤期间施工工艺繁杂、作业时间长、采空区遗煤及回撤通道松散煤体极易氧化发火等特点,在红会一矿1710综放工作面通过预先掘成回撤通道,加快了工作面收尾期间的推进速度,缩短回撤通道支护时间;采用3副支架做掩护架,加强通道回撤点支护;并采用正压通风解决回撤期间通风瓦斯管理问题,减少了采空区漏风,实现了工作面安全快速回撤。     

煤矿井下CO气体区域综合治理实践研究

为防止采空区漏风导致煤体氧化自燃产生火灾或其他灾害的发生,通过现场检测与地面化验得到王台铺煤矿15#煤二盘区采空区CO气体参数变化情况,结合采空区煤体自燃理论,现场实施了均压调风、堵漏、注氮气等防治煤体进一步氧化措施,最终使CO、O2气体浓度降到临界值以下,阻止了次生灾害的发生。     

薛虎沟煤矿U型通风工作面采空区漏风模拟

针对薛虎沟煤矿U型通风工作面采空区漏风现象展开研究,采空区流动区域主要分为扩散流动区和微流动区2部分,详细解释了U型通风工作面采空区扩散流动区域和微流动区域的特征及影响因素。同时,借助Surfer 8.0软件中的空间插值法将大量离散型数据进行插值法计算,使得数据在空间上具有相关性,随后进行建模处理,分析得到采空区漏风主要分为上隅角漏风区、下隅角漏风区和支架后漏风区3个区。结果表明,下隅角漏风和支架后漏风对生产影响较小,可以人为控制;上隅角漏风为煤自燃提供了充足的氧气和条件,造成的煤体自燃会严重影响工作面的正常生产。     

浅煤层采空区层面漏风的数值模拟分析

结合大柳塔煤矿活鸡兔井21208工作面开采实例，按采空区层面漏风情况，将采空区顶板岩层冒落划分为自由冒落带、顶板断裂带和地表沙土层带。建立了层面漏风的定解数学模型，将地表漏风强度近似看作按负指数规律衰减。通过用有限元方法求解漏风移动渗流方程，得到采空区冒落带所形成的压力腔与地面之间的压力差形成的采空区层面漏风，漏风强度沿工作面长度方向变化不大，层面漏风强度主要取决于顶板断裂带的尺寸和地表沙土层带的厚度与密实性。     

松散煤体下掘进期间防灭火技术应用

杨庄煤矿复采九采区松散煤体掘进中存在自然发火隐患,掘进期间对顸帮合理范围采取喷浆、喷涂LFM防灭火材料、打孔注胶等措施,减少遗留煤体中的漏风通道,消除自燃隐患,对防灭火工作能够有效控制,为今后工作面沿松散煤体中掘进提供了技术支撑和经验借鉴.     

基于Cantilever理论的高应力工作面火区治理研究

针对上覆煤岩体应力分布与火区成因垮落空间特性关联研究的不足,以义马集团耿村煤矿12230高应力工作面为研究背景,基于Cantilever理论,分析了三区应力下的不同碎胀特性,可知低应力区由于受到邻近工作面煤壁上覆岩层悬臂梁结构限制作用,煤体压实程度松散,漏风通道多,供氧充足,是封闭采空区煤自燃的关键区域。     

浅埋薄基岩厚煤层采空区自燃“三带”的划分

通过在采空区取样观测,获得了采空区内进、回风侧不同测点的氧浓度分布、漏风强度等参数,依据"三带"划分方法对浅埋薄基岩厚煤层采空区自燃"三带"进行了划分,确定了极限推进速度。结果表明:采空区内随着距工作面距离的加大,氧浓度呈递减趋势,在距离工作面相同距离的位置,进风侧的氧浓度一般大于回风侧的氧浓度。漏风强度随着距工作面距离的增加而呈递减趋势,在工作面附近漏风强度很大,最大值达319.75×10-3cm3/(cm2.s),在距工作面相同距离的位置,进风侧漏风强度要大于回风侧漏风强度。采空区氧化升温带主要分布在进风侧距离工作面10～132 m以及回风侧距离工作面6～58 m的范围。