瓦斯抽采条件下采空区自燃升温及注氮降温规律研究

针对瓦斯抽采条件下采空区潜在的自燃问题,利用数值方法研究了瓦斯抽放与注氮并存时的采空区升温过程与流场分布表征。结果表明:采空区经一段时间的升温后高温区位置位于漏风风速放缓的氧气富集区内,其在升温过程中呈现加速特征。大流量的瓦斯抽采会使抽放口附近形成二次高温区域,并使整个采空区升温速率加快。     

注氮对综放工作面采空区瓦斯分布的影响分析

向采空区注氮除了可以有效地防治采空区煤炭自然发火外,还有消除瓦斯爆炸危险的作用。现以Ⅱ863综放工作面为例,通过沿综放工作面全面布点测定方法,对采空区注氮前后瓦斯浓度进行抽样实测分析,根据各测点注氮前后瓦斯浓度的实测结果,分析注氮对采空区瓦斯分布的影响。     

干河煤矿2-118C采空区注氮防灭火技术研究与应用

为防止2-118C工作面采空区出现自燃现象,通过分析注氮防灭火技术原理和注氮工艺流程,得出注氮方案设计时相关参数的设计原则,进一步采用Fluent数值模拟软件进行采空区注氮口位置及注氮流量合理数值的模拟分析,根据模拟结果确定,设置注氮口为滞后工作面50 m,注氮流量为2 000 m3/h,并在工作面回采期间采空区的监测分析。结果表明:注氮方案实施后,采空区内的CO浓度基本稳定在0.005 2%,回采期间无采空区自燃现象出现,注氮防灭火效果显著。     

综放面采空区注氮防火的数值模拟与参数确定

在进风侧向采空区注氮是目前采空区防火最有效的措施之一。运用Fluent软件结合屯留煤矿N2105综放工作面建立了采空区多孔介质模型,在不同注氮量和注氮位置条件下,通过对注氮后氧气浓度场的数值模拟,得出采空区自燃"三带"与氧化自燃带宽度的变化规律,同时结合理论计算,确定了N2105综放工作面采空区的最佳注氮流量和注氮位置,提供了一种优于传统理论计算确定采空区注氮参数的有效方法。     

申南凹煤矿20106工作面采空区注氮防灭火技术研究与优化

为防止申南凹煤业20106工作面采空区内出现遗煤自燃现象,通过对现有间隔式注氮方案实施效果的分析可知,现有注氮方案效果不理想,需对注氮口位置和注氮流量进行优化分析。通过采用Fluent数值模拟软件进行合理注氮口和注氮流量分析,基于分析结果调整注氮口为机巷距工作面40 m、注氮流量为1 400 m~3/h,并在注氮方案实施后进行分析。结果表明:工作面采用优化注氮方案后,采空区内氧化升温带的宽度大幅降低,工作面回采期间无遗煤自燃现象出现,为工作面的安全回采提供了保障。     

基于CFD技术优化综放工作面采空区注氮参数

研究综放工作面采空区气体流场运移规律对有效预防自然发火、提高煤矿火灾事故防治水平具有重要意义。借助于CFD(Computational Fluid Dynamics)数值软件,模拟李阳矿15103综放工作面注氮前后采空区二、三维流场氧气分布规律,分析不同位置注氮对采空区内氧气的运移规律的影响,得出在工作面后150~200 m的范围内注氮可以达到较好的惰化采空区效果。     

注氮对采空区瓦斯浓度分布的影响

<正> 一、引言 高沼气矿井在采用综采放顶煤开采厚及特厚煤层时,放落的顶煤将释放大量的瓦斯,造成采空区大量的高浓度瓦斯积聚。采空区涌出的瓦斯受风流机械扩散作用的影响向工作面上隅角及综采支架顶部运移。尤其在采空区注氮防火中,由于注氮改变了采空区内的瓦斯分布状态,采空区瓦斯可能涌入工作面风流中致使瓦斯浓度超限,影响采空区注氮防火效果。为了有效地治理工作面瓦斯,提高采空区注氮防火效果,必须研究在注氮条件下采空区     

注氮对采空区氧气分布影响的数值模拟

为了探究不同注氮参数下采空区氧气的分布情况,运用FLUENT软件建立三维数学模型,模拟了采空区氧气分布并与实测数据进行了比对。然后计算了不同注氮量、注氮深度、注氮高度的情况下,注氮对采空区氧气分布的影响规律。结果表明:注氮可以明显的改变进风侧的氧浓度场,随注氮量增加效果逐渐明显。110204工作面合理的注氮量为350 m3/h,最佳的注氮位置距工作面40 m左右。注氮对采空区氧浓度场的影响主要集中在进风侧,注氮情况下回风侧三带观测数据具有较好的参考性;注氮口高度的变化对注氮效果有明显的影响,较高的注氮位置对底部浮煤中氧浓度的影响较小。     

综采放顶煤注氮防火合理参数的确定方法

本文建立了注氮防火采空区内氮气流动的数学模型，提出了划分“三带”的计算方法及确定命理注氮位置、合理注氮流量的方法，并进行了实例计算。     

红旗煤矿1510辅助系统注氮启封火区技术研究

采空区发生煤炭自燃不仅会威胁到工人的安全,还会引发瓦斯爆炸,造成严重后果。注氮防灭火技术作为煤层自燃防治手段之一,可以降低采空区内部氧气的浓度,缩小氧化带范围,降低事故率。本文对红旗煤矿1510辅助巷火区治理工作的成功经验进行总结分析,分析了氮气防灭火作用原理,通过分析1510辅助巷火区注氮方案,观测注氮后的数据,分析注氮前后火区的变化规律,从而得到一套安全可靠的同类型火区的注氮防灭火技术。     

Y形通风采空区注氮防灭火的数值模拟

基于非均质漏风渗流方程、气体（瓦斯、氧、CO）渗流-扩散方程和多孔介质渗流综合传热方程,建立了开采区注氮采空区自燃防灭火非定常数值模型.用迎风格式有限元方法联立求解,通过计算机程序（G3）对Y形通风采空区注氮问题进行了数值模拟.描绘了Y形通风注氮采空区的漏风流态和瓦斯、氧、CO等气体浓度以及温度的分布状态及其变化过程;以图形方式给出了各量的区域分布解,分析了Y形通风采空区在注氮条件下特有的规律;给出了注氮与工作面推进的合理配比关系.在进风侧向采空区注氮,对于防止Y形通风采空区自燃效果明显.     

综放工作面采空区抽放注氮与遗煤自燃三耦合关系研究

为研究高瓦斯综放工作面采顶抽巷治理瓦斯和注氮与遗煤自燃三者的相互影响,寻找最佳的抽放量与注氮流量,进行实验分析;并分析了遗煤自燃抽放、注氮、温度场、O2场、CH4场影响关系图。实验表明:顶抽巷附近20 m范围内随抽放量的增加,O2浓度10%曲线逐渐向采空区延伸,采空区"三带"随之增加。受抽采半径及吸入工作面空气影响,抽放瓦斯纯度出现先增加后降低情形。随着注氮量的增加,进风侧"三带"变化浮动明显,并且对顶抽巷附近"三带"宽度也有所降低。"三带"降低率先增加后降低。81505工作面抽放量700 m³/min,注氮量2 200 m³/h时,有利于采空区防灭火。该研究为综放工作面采空区遗煤自燃治理提供参考。     

注氮对相邻采空区自燃“三带”影响模拟研究

相邻工作面开采会导致复杂的漏风情况,浮煤易自燃,增大防火工作的难度。为明确相邻采空区自燃“三带”分布特征及确定最佳注氮防灭火参数,以贵州某矿4244工作面为背景,结合现场实测,应用Fluent流场分析软件,模拟研究不同注氮方案下采空区氧气浓度场分布规律。结果表明,实测结果与模拟相吻合,验证了模拟的可靠性;当注氮位置为X=50 m,注氮流量为100 m3/h时,采空区进、回风巷侧氧化带宽度分别为7 m和38 m,能明显减少本采空区氧化带面积,且能防止氧化带距工作面太近;此工作面进风侧注氮对相邻采空区氧化带影响范围较小,这要求在回采过程中需要对煤柱进行加固,降低孔隙率,控制漏风,减少氧气进入相邻采空区,降低煤自燃风险。模拟结果为相邻采空区灾害防治工作提供了的理论指导。     

短臂大采高综放工作面注氮防灭火工艺

为了确定乌东煤矿工作面合理的注氮流量、注氮管路间距和采空区起始注氮深度等重要注氮工艺参数,通过在工作面回风侧布置束管监测系统,连续监测回风侧采空区O2浓度变化规律,研究工作面在不同注氮流量、注氮管路间距条件下的采空区自燃"三带"分布规律。研究结果表明:乌东煤矿短臂大采高综放工作面合理注氮流量为259~622 m^3/h,采空区全断面注氮管路间距为20~40 m,开始注氮位置在架后15 m。     

顶板长钻孔替代高抽巷抽采控瓦斯与采空区注氮防火耦合治理研究

高瓦斯矿井易自燃煤层,工作面受上隅角瓦斯超限与采空区遗煤自燃双重威胁。为解决高抽巷抽采瓦斯导致采空区氧化带面积变大、增大遗煤自燃危险性的问题,以顶板长钻孔替代高抽巷,配合进风巷侧注氮,通过对长钻孔参数与注氮参数的优化,进行防火与控瓦斯耦合治理的研究。以中兴煤业1401工作面实测数据结合ANSYS数值模拟,研究了长钻孔数量、位置对工作面上隅角瓦斯的影响规律,获得以5个直径300mm、距回风巷10m、距煤层底板15m的顶板长钻孔替代高抽巷的最优方案。在此基础上,为保障对采空区遗煤自燃的有效控制,研究了注氮量与注氮位置对采空区氧化带分布的影响规律,获得在进风巷侧氧化带与散热带分界位置注入5.5m3/min的氮气,将采空区氧化带宽度降至25m的优选结果。通过对上隅角瓦斯与采空区遗煤自燃的综合控制,保证了工作面的安全生产。     

连续开区注氮对采空区自燃“三带”分布特征的影响

为了研究连续开区注氮参数对采空区自燃"三带"分布规律的影响,以大兴煤矿南五902工作面为研究对象,分别开展了不同O2浓度(20.9%、10.0%以及7.0%)条件下煤自然发火模拟实验,分析CO气体产物与煤温关系,认为研究区域的9#煤层自然发火临界氧浓度为7%;通过在南五902回风巷布置束管对不同注氮量情况下采空区内不同位置的CO、O2浓度进行现场实测,得出了注氮量与氧化带宽度呈负相关,且注氮量不影响散热带范围的特征;结合工作面平均推进度最终确定,采用1200 m3/h迈步式埋管连续开区注氮的防灭火手段,可满足南五902工作面日常防火需要。     

石炭系小煤柱掘进工作面巷道及相邻采空区防灭火技术

塔山矿试行小煤柱沿空开采,但工作面间小煤柱存在裂隙,致使在采工作面与毗邻采空区发生一定程度的气体交换,采空区内进入氧气,导致工作面出现自燃的可能性增加,以3-5#层8204工作面为研究对象,相邻采空区氧化带浓度明显呈现出"耳状"分布,通过对现场实际测试和数值模拟氧化带取得了深度的最大值29.6 m,长度在这一时期实现了较大的延伸。依据氧化带分布特征确定注氮步距,根据氧化带遗煤量确定注氮量,达到防灭火目的。     

浅谈坚硬石英砂岩顶板综放工作面通风方式优选

夏阔坦矿业公司工作面顶板为坚硬细砾砂岩和石英砂岩,采空区易悬顶,顶板来压垮落时,易引起采空区瓦斯燃爆、回风隅角和回风流瓦斯超限。在氧气、火源不可控条件下,通过优选合理的工作面通风方式,改变采空区风流场和瓦斯浓度场,超前采取顶板预裂爆破、高位钻孔抽采等手段使工作面顶板垮落在瓦斯浓度3%以下采空区区域内,有效预防采煤工作面回风隅角瓦斯超限和坚硬石英砂岩相互摩擦、撞击产生火花引燃采空区瓦斯等事故。     

注氮技术在鑫顺煤矿采空区防灭火中的应用

为了有效控制和扑灭井下采空区火灾,以注氮为主的防灭火是井下预防火灾和减少火灾事故损失的一种非常有价值和实用的技术。鑫顺煤矿针对综放工作面自然条件,通过合理选择注氮方法和工艺,制定操作规范和注氮技术要求,现场实施后有效抑制了工作面采空区煤炭自燃发火现象,对于开采自燃煤层煤矿火灾防治具有积极的推广价值。