煤矿采空区温度和气体成分自然发火“三带”的研究

在煤矿沿采空区两巷布置测点,对采空区温度和气体成分变化规律分析研究,确定唐口煤矿2307综采工作面自燃"三带"的范围,为防治井下煤炭自燃提供科学依据.     

153302工作面采空区自燃“三带”分布研究

为有效防止采空区煤炭自燃,在153302工作面回风巷铺设束管采集采空区气体,利用M-9000型燃烧分析仪测定分析采空区气体样本的成分,根据实测采空区氧含量分布规律和计算机数值模拟结果,掌握了采空区自燃三带宽度,计算出工作面最小推进度为0.7 m/d,研究结果为矿井制定内因火灾防治措施提供理论依据。     

实测采空区温度和气体成分的自然发火“三带”范围确定

沿采空区两巷布置测点,对采空区温度和气体成分变化规律分析,确定唐口煤矿2307综采工作面自燃"三带"的范围,为防治井下煤炭自燃提供科学依据。     

不连沟煤矿特厚煤层综放面采空区自燃“三带”分布规律

 为有效防治采空区自燃,对不连沟煤矿特厚煤层6103综放工作面采空区自燃“三带”进行研究,建立了采空区气体渗流场模型,采用FLUENT软件对采空区氧浓度进行了数值模拟,总结采空区氧气浓度的分布规律。在此基础上,分析了散热带、氧化带的分布呈现不对称性及进风侧氧化带往采空区深部转移的原因;并结合现场实测,应用MIN-MAX优化理论对采空区自燃“三带”进行划分,得出能够抑制采空区自燃发火的最小安全推进速度,为该矿采空区防灭火工作提供了理论依据。     

基于Matlab采空区自燃“三带”的分析

针对目前沿工作面两巷布点不能很好地观测采空区自燃“三带”分布的问题,提出沿工作面全线布点的方法观测采空区自燃“三带”,选取一个试验工作面进行自燃“三带”观测,观测数据包括O2、CO2、CH4浓度和温度。利用Matlab得出采空区内O2、CO2、CH4浓度和温度的立体分布和等值线图。以O2作为划分自燃“三带”的指标,利用Matlab得出采空区自燃“三带”的分布范围,并且从图上得出各个测点的自燃“三带”范围。最后,利用O2、CO2、CH4浓度和温度进行叠加,得出采空区危险区域的范围。     

综放工作面连续注氮下采空区气体分布及 “三带”变化规律

介绍了同煤集团塔山矿8202综放工作面开采过程中,采用埋管、连续注氮方式向采空区注氮,防止采空区遗煤自燃。同时在采空区预埋束管,测量连续注氮前后各测点氧气和一氧化碳浓度的变化,并结合采空区遗煤自燃理论,得出了采空区自燃“三带”的分布变化。结果表明：综放工作面采空区在连续注氮下,氧气浓度随采空区深度的增加明显降低,最终稳定在5%左右;一氧化碳浓度随采空区深度的增加稳定在50×10 -6以下;注氮量越大,氧气和一氧化碳浓度下降的幅度越大;由于工作面供风量和漏风量都较大,对散热带宽度影响不大,氧化带在注氮后缩短了约60 m,窒息带前移了约70 m。     

综放开采采空区自然发火规律实测分析研究

为了研究工作面采空区自然发火规律,采用沿综放工作面全面布点测定方法,对朱仙庄矿873综放工作面采空区气体成份与温度变化规律综合分析,并结合数值模拟确定综放工作面自燃"三带"的分布范围;还发现各测点在距工作面3～11 m处,有自热氧化现象发生;873工作面采空区压实条件较好,供氧比较微弱,很难氧化自燃;综放工作面推进度只要大于24-n/月就不会发生自燃,因发火期为3～6个月,最短为25 d;这些结论为预防采空区煤炭自燃提供了科学依据.     

韩家湾煤矿213108综采面采空区煤自然发火“三带”研究

在易自燃煤层综采工作面开采中,采空区遗煤较多且因各种原因回采不及时,经常会造成煤自燃隐患,为了防止韩家湾煤矿综采工作面采空区煤自燃火灾的发生,通过布置束管的方式进行采样分析,研究采空区内部气体的变化规律。依据工作面实际情况进行数值模拟分析,基于采空区煤炭自燃理论,划分采空区煤自燃“三带”具体范围,为确定采空区注氮灌浆位置、计算采面极限安全推进速度、合理选择采空区煤自燃的预防和治理措施提供科学依据。     

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。     

易自燃厚煤层采空区自然发火特性的研究

通过对北皂煤矿采空区煤炭氧化自燃模拟实验,以及对采空区温度、气体成分进行测定分析,得出北皂煤矿4402综采放顶煤工作面采空区的煤炭自然发火特性,从而为合理选择预防采空区煤炭自然的措施提供了科学依据。     

采空区自然发火三带分布规律及自燃防治技术

通过油浴式煤低温恒温氧化实验得到了马兰矿煤样的低温氧化规律,通过数值模拟测得了该矿采空区的渗透系数分布,建立了移动坐标下的采空区自然发火多物理场耦合时空演化理论数学模型,并结合实验室试验、理论分析、现场测试和数值模拟结果,得出该矿工作面的最小安全推进速度,并制定了该矿采空区自然发火防治措施,确保了工作面的安全、高效生产,取得了一定的经济效益。     

采空区自然发火“三带”规律研究

宣东矿煤层具有自然发火倾向,采空区容易发生自燃,制约着煤矿安全生产。以此为研究对象,采用现场实测和数值模拟的手段,对采空区的温度以及氧气浓度进行分析,得到采空区的自然发火规律。结果表明:进风侧可能自燃带的宽度大于回风侧,单纯地靠提高工作面的开采速度,是不能消除采空区自然发火危险的。     

朱集西煤矿指标气体确定及自燃“三带”划分研究

为探究朱集西煤矿13501综采工作面采空区的自然发火规律,通过低温氧化实验分析了煤在低温氧化时释放气体产物的特征,优选出标志性气体并作为13-1煤自燃预报指标气体。通过在工作面进风巷和回风巷两侧铺设束管以及使用热电偶监控测温的方法,监测采空区内的气体和温度,测量出采空区自燃“三带”分布,进风巷：0～36 m为散热带、36～81 m属于氧化升温带、大于81 m为窒息带;回风巷：0～27 m为散热带、27～63 m属于氧化升温带、大于63 m为窒息带。依据划分的自燃“三带”宽度,计算出采空区工作面安全推进速度为2.3 m/d。研究结果对朱集西煤矿防治煤炭自燃以及防灭火提供指导作用。     

采空区煤炭自然发火规律分析

为了研究工作面采空区自然发火规律,利用热电偶和束管取样测定采空区"三带"的布置方法,得到采空区各种气体的分布及其在工作面推进过程中浓度的动态变化。通过测定采空区温度、气体成份与工作面推进度间的变化关系进行分析,在分析观测数据的基础上确定了该井田综采工作面采空区"三带"的分布范围。证实了在采空区两边布置观测管路观测气体方案的可行性,为防止采空区遗煤自燃、指导日常生产提供了科学依据。     

采空区自然发火标志性气体在线监测技术应用

为解决采空区自然发火预测预报在准确性、及时性方面存在的问题,通过5种氧气浓度（21%、18%、15%、12%、9%）的煤自然发火程序升温实验,确定了自然发火标志性气体,并利用在线监测系统实时监测采空区标志性气体变化情况,实现了煤自燃的自动预警。根据观测结果,还可以自动得出采空区自燃“三带”变化规律,有助于确保煤矿防灭火工作的安全高效实施。     

基于“三带”理论的沉陷区边坡失稳过程分析

地下开采扰动给沉陷区内边坡稳定性带来不利影响。以抚顺老虎台矿开采沉陷区内某边坡失稳破坏为例，分析沉陷区内边坡失稳的动态演化过程。根据开采沉陷学“三带”理论，将处于开采沉陷区的东露天边坡岩土体划分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带和原生带4个特征区域,并分别计算出边坡处于3种“临界状态”时对应的地下开采深度。     

下覆煤层综放工作面采空区自然发火规律研究

针对淮北青东煤矿突出煤层群上保护层开采过程中下覆被保护厚煤层综放工作面采空区自然发火防治问题,理论分析了下覆被保护厚煤层综放工作面采空区漏风特征,在828工作面沿采空区两顺槽布点,对采空区温度及多组气体浓度进行测定,确定该工作面采空区自燃"三带"的范围,根据测试结果分析了推进速度、注氮工艺对采空区自然发火规律的影响,为防治该类条件下煤炭自燃提供科学依据,保证了工作面的安全回采。     

双切顶留巷采空区煤自然发火“三带”分布特征研究

为了研究双切顶留巷采空区煤自燃“三带”分布特征,以沙曲一矿4502工作面为工程背景,采用现场监测与数值模拟相结合的方法研究了双切顶留巷4502工作面采空区漏风规律和自然发火“三带”分布特征。结果表明：双切顶留巷采空区漏风区域主要为工作面两侧隅角及两侧留巷,风流主要由隅角漏入采空区,同时采空区与两侧留巷都有风量交换,双留巷侧存在细长的氧化带,氧化带在采空区内整体呈U型分布;双切顶成巷工作面在开采的不同时期,煤自然发火“三带”分布存在较大差异,开采初期要加强双留巷侧5 m范围和采空区中部32～65 m范围内煤自燃防控,而在开采中后期,要加强运输留巷侧2.5 m范围内、距离轨道留巷38 m以后12 m范围内和采空区中部30～80 m范围内煤自燃防控。     

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。