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。     

东荣三矿综一轻放面自燃危险性预测

通过对东荣三矿综一轻放面现场观测,得到采空区浮煤厚度分布规律、氧浓度分布规律及工作面推进速度规律。根据现场观测数据、煤层自燃极限参数以及工作面实际条件,确定了采空区“三带”的范围,结合所采煤层的自然发火期,得到了采空区遗煤不发生自燃的极限推进速度,以此来构建危险区域判定的充分条件和预测采空区遗煤自燃危险性,进而指导放顶煤工作面采空区遗煤的自燃防灭火工作。     

上湾煤矿采空区自燃“三带”范围确定与分析

确定采空区自燃"三带"是做好采煤工作面防灭火的基础工作之一,正确地划分采空区"三带"范围,是制定防火措施的重要依据。通过实际观测采空区浮煤状况、工作面推进速度和采空区进回风侧O_2含量的分布规律,根据"三带"划分方法及划分指标,对上湾煤矿22102综采均压通风工作面进行了"三带"划分,掌握了采空区煤自燃"三带"分布规律及危险区域,为上湾煤矿采空区防灭火工作提供了技术支撑。     

抽放条件下采空区煤自燃危险区域判定

瓦斯抽放不仅会增大采空区漏风,引起"三带"迁移,加大采空区煤自燃危险性;而且会造成采空区的紊乱及瓦斯积聚,致使采空区遗煤自燃危险区域更加复杂。针对建北矿4204工作面高瓦斯赋存实际情况,通过现场观测,得出采空区浮煤厚度、氧浓度和漏风强度的分布规律,并结合煤自然发火特性参数对采空区进行危险性分析,划分了抽采条件下采空区"三带"范围,确定了采空区自燃危险区域及预防采空区遗煤自燃的工作面安全推进速度。     

“两进一回”通风工作面采空区煤自燃区域分布规律

为研究"两进一回"通风工作面采空区煤自燃区域分布规律,模拟分析了塔山煤矿8301工作面回采期间不同工况下采空区氧气浓度,确定了煤自燃危险区域并提出相应防灭火措施。结果表明:"两进一回"通风工作面采空区煤自燃危险区域较大,自燃带在回采长度为150 m时达到96 m;注氮可大幅度改变采空区内自燃"三带"分布,减小采空区煤自燃危险区域。针对"两进一回"通风工作面,应考虑在采空区两侧注氮;增加风量可使自燃带边界向采空区深部延伸,且加大其前端距工作面的距离。     

孤岛综放工作面采空区残煤自燃指标气体及“三带”特征研究

针对因遗煤多、漏风严重等因素造成孤岛综放工作面采空区内煤层自然发火危险性较高的问题,以济北矿区某矿1304孤岛综放工作面为背景,通过室内煤的热解试验分析,确定了工作面采空区残煤自燃指标性气体,并通过现场束管监测分析采空区氧气浓度分布规律,研究揭示了工作面采空区自燃"三带"的分布特征,为孤岛综放工作面采空区残煤自燃的防控与治理提供了指导。     

综放工作面采空区自燃“三带”的观测与划分

通过实际观测采空区浮煤状况、工作面推进速度和采空区进回风侧O2浓度的分布规律,根据"三带"划分方法及划分指标,对白羊岭煤矿15101综放工作面进行了"三带"划分,掌握了采空区煤自燃"三带"分布规律及危险区域。15101工作面散热带的分布范围在采空区距离工作面10~100 m,进风侧由于漏风强度较大,散热带宽度较宽。窒息带在距离工作面165 m以上的采空区深部;在工作面回风侧,窒息带的深度约为137 m。氧化升温带宽度在工作面进风侧最大,达到55 m左右。     

切顶成巷“Y”型通风工作面采空区自燃危险区域研究

针对切顶成巷无煤柱开采技术,以某矿62711切顶成巷工作面为例,采用理论分析和Fluent数值模拟相结合的手段,与"U"型通风工作面进行对比,分析切顶成巷"Y"型通风工作面采空区漏风规律、气体运移和浮煤自燃危险区域,给出采空区自燃危险区域分布特征。结果表明:切顶成巷技术中的两进一回"Y"型通风系统,虽能有效解决工作面上隅角瓦斯问题,但采空区漏风量增大,为"U"型通风的1.33倍,自燃危险区域最大宽度增大了171 m.切顶留巷技术增加了采空区浮煤自燃的危险性,必须采取相应措施进行预防。     

综放采空区空间自燃三带划分指标及方法研究

针对综采放顶煤的特殊开采工艺,分析了采空区浮煤赋存状态,将综放采空区冒落带自上而下分为矸石带、矸石与浮煤混合带、浮煤带等3个带,提出了在工作面走向上和采空区垂直高度上都存在自燃三带、2个方向上三带的有机组合构成综放采空区空间自燃三带的论断,进而提出了空间自燃三带的概念;在对煤炭自然发火条件分析的基础上,确定把氧气浓度和浮煤厚度分布作为空间自燃三带划分指标,制定了空间自燃三带的划分标准,利用该标准对实际综放工作面采空区进行了划分。     

采空区漏风状况模拟及其分析

通过建立综放采空区三维自然发火预测模型,采用数值模拟软件对高瓦斯煤层抽放条件下综放采空区漏风状况进行了数值模拟,利用模拟结果对采空区进行了煤自燃"三带"的划分,并分析了该工作面采空区浮煤自燃的危险区域及危险程度,可用来指导具有类似情况的采空区浮煤自燃火灾的防治工作。     

基于流场模拟的复采工作面采空区自燃危险区域预测

根据复采工作面采空区浮煤自燃特点分析,简化复采采空区渗流物理模型,建立渗流-扩散数学模型;通过现场采空区的气体数据观测分析,确定出边界条件,并对复采工作面采空区流场进行数值模拟,得出采空区内部渗流速度及氧气浓度分布;结合实验所得煤体自燃极限参数,判定采空区自燃危险区域,预测精度能够满足实际防灭火需要,可为复采过程浮煤自燃的防治提供指导。     

高瓦斯孤岛工作面采空区流场分布规律数值模拟及应用

为了研究高瓦斯煤层孤岛工作面采空区的流场分布规律,以天池矿15102孤岛工作面为对象,采用FLUENT数值模拟软件,对15102工作面采空区的风流场、氧浓度场、自燃三带以及瓦斯浓度场分布进行了模拟,并根据模拟结果进行了现场应用。结果表明:与孤岛工作面进风侧相邻的采空区局部存在自燃危险性,通过采用FR-1阻化泡沫灌注采空区,可有效预防15102孤岛工作面采空区浮煤自然发火,保证工作面的安全回采。     

“U+L”型通风超长工作面瓦斯与煤自燃复合灾害分布规律研究

针对"U+L"型通风超长工作面瓦斯与煤自燃复合灾害防治,以黄陵矿业公司205采煤工作面为例,模拟分析了采空区漏风规律、瓦斯浓度分布规律和氧浓度分布规律,通过束管监测验证了氧浓度分布。研究得出:进风侧采空区瓦斯和氧浓度场叠加形成的狭长"S"型区域和封闭联络巷是煤自燃诱发爆炸的重大风险区域,并提出相应防治建议。     

新集一矿采空区自燃“三带”范围测定与分析

根据新集一矿C13煤131303综放工作面实际情况,通过实测和模拟实验,对C13煤层综采放顶煤工作面采空区自燃"三带"分布进行了测定,结合采空区煤炭自燃理论,得出"三带"分布规律和各带的数值范围,计算了工作面推进度,同时确定了工作面防灭火技术参数,为防灭火管理提供了科学依据。     

用热分析技术研究煤的自然发火

煤的低温氧化会降低煤质、产生环境污染,当采空区浮煤具备漏风供氧和蓄热条件时还会造成采空区浮煤自燃,危及工作面的安全生产。因此,加强对煤的低温氧化规律的研究是必要的。     

七号平峒+1405 m西翼工作面采空区自燃“三带”分布规律研究

煤矿火灾事故多由于采空区遗煤自燃引起,而“三带”之中的氧化带是自燃现象发生频率最高的区域。为掌握综采放顶煤工作面采空区自燃“三带”分布规律,以四棵树煤炭有限责任公司七号平硐+1 405 m西翼工作面为研究对象,通过现场实测工作面遗煤自燃因素,研究分析了A5煤层采空区自燃“三带”分布规律,并进行总结分析,合理确定了该工作面进风侧、回风侧采空区自燃“三带”的范围。     

百灵煤矿10202工作面采空区自然“三带”影响因素分析

浅埋深综放开采自燃煤层具有采空区遗煤多、漏风严重、工作面推进速度慢等缺点,极易形成采空区浮煤自燃。以百灵煤矿10202工作面采空区为例,以采空区CO浓度随时间变化作为指标预测了预报自燃发火规律,开展了综放面采空区自燃发火研究,并采取了综合防治对策,可有效预防采空区煤矿自燃。     

张集北矿采空区"三带"宽度的测定

张集北矿用在14128综采面上下风巷预埋束管和热电偶方式,实测了采空区浮煤实际条件下氧浓度场、氧化产物和浮煤温度随回采推进的分布和变化规律,抽取采空区气样,测定使用采空区气体变化情况,分析采空区氧气浓度沿工作面走向的分布规律,确定采空区遗煤氧化的"三带"宽度,找出工作面推进速度与采空区遗煤处在氧化带时间的关系,为工作面安全回采提供指导.     

综放工作面采空区“三带”分布规律分析

通过在阳湾沟煤矿6202综放工作面采空区现场埋管观测,取得了采空区内进、回风侧不同测点距工作面不同距离处温度、O2、CO气体浓度等参数,分析得到了采空区内O2浓度及漏风强度的分布规律。依据"三带"划分方法对阳湾沟煤矿自燃危险区域进行了划分,确定了6202综放工作面采空区"三带"范围,并根据氧化升温带宽度及浮煤最短自然发火期确定了工作面极限推进速度。     

综放采空区空间自燃“三带”的观测及划分

通过向综放采空区施工钻孔并利用钻孔中安设监测设备的方式对采空区空间范围内的O2浓度分布进行了实际测定,根据测定结果并结合采空区浮煤分布状态对实际综放工作面采空区空间自燃"三带"进行了划分,确定了其自燃危险区域,为现场防灭火工作提供了理论指导。