不同回采进度与煤质条件下采空区自燃"三带"划分

瓦斯抽放、煤层自燃等级高会增大采空区煤自燃的危险性,因此需要对采空区自燃“三带”进行划分。为了探究不同回采进度与煤质条件对采空区自燃“三带”分布的影响,红阳二矿分别对1203、1204、1301采煤工作面进行自燃“三带”划分。针对煤矿实际情况,使用束管和感温光纤分别监测采空区的氧气浓度与温度变化,从氧气浓度和温升两方面进行采空区自燃“三带”划分。测定得出回采进度以及煤质条件会在一定程度上影响采空区自燃“三带”的分布,因此在确定采空区防灭火措施时应充分考虑这两个影响因素。     

高瓦斯易自燃煤层瓦斯与自燃复合致灾机理研究

为解决高瓦斯易自燃煤层安全生产过程中的关键难题,结合阳泉矿区石港矿实际情况,利用实验室试验、理论分析和现场实测相结合的方法对高瓦斯易自燃煤层瓦斯与自燃复合致灾机理进行研究。结果表明:高瓦斯易自燃煤体在含瓦斯风流不同瓦斯体积分数条件下,氧化产物总体上呈现"滞缓效应",而在等温条件下,随着CH4体积分数的增加煤自燃氧化产物总体上呈现"抑制效应";立体抽采条件下采空区漏风使得自燃"三带"范围变宽,同时利用高抽巷和尾巷CO体积分数可进行采空区自然发火预测,将自然发火划分为两个阶段;高瓦斯易自燃采空区立体抽采条件下散热带可采用氧气氮气体积比等于0.221来进行划分,自燃带仍可采用氧气体积分数5%来进行划分。     

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。     

高位巷道瓦斯抽采对煤自燃三带分布影响研究

为研究高位巷道瓦斯抽采对煤自燃三带分布的影响,运用理论分析结合现场实测,在考虑遗煤瓦斯涌出及高位巷道抽采影响因素的基础上,基于氧气体积分数建立了高位巷道抽采下采空区三带的划分方法,结合现场实测得出:高位巷抽采致使进风侧自燃带加宽,回风侧自燃带范围缩小的结论。     

注氮影响下高瓦斯采空区“三带”划分

针对高瓦斯采空区"三带"的方法并未将氮气、瓦斯对氧体积分数的扰动考虑在内的问题,提出了氮气、瓦斯扰动系数。利用类比方法,定义了氧体积分数氧化损耗值这一概念,得出在氮气、瓦斯双重影响下,使得氧化带向采空区深部移动,氧化带宽度减小。并用矫正后的划分方法和基于温度的划分方法同时对N3042工作面进行采空区"三带"划分,结果吻合度较好。     

基于TDLAS的采空区煤自燃临界氧气体积分数与“三带”测定研究

为了研究高瓦斯矿井厚煤层工作面煤自然发火规律,以亭南煤矿4号煤层302工作面为研究对象,基于程序升温实验和分布式激光检测气体系统的方法,对煤自燃氧化特征、临界氧气体积分数及采空区自燃"三带"规律进行分析,得到高瓦斯矿井自燃"三带"特性。结果表明:亭南煤矿4号煤层下限氧气体积分数为8.0%,气体产物随氧含量降低总体呈现"滞后效应";采空区氧化带在倾向上是不对称的,进风侧较宽,最大宽度为95 m;回风侧较窄,为77 m,与1~#～4~#煤矿采空区"三带"相比,302工作面采空区散热带宽度较大回风侧相对较小,进回风侧氧化升温带最大宽度相对较小;在正常回采期间,煤自燃的主要威胁来自于采空区"两道"处浮煤。     

根据氧气浓度和压实区距离确定低瓦斯矿井自燃三带范围

通过对老石旦煤矿16402工作面采空区回风侧氧气浓度变化规律分析,确定了按氧气浓度划分采空区氧化自燃带范围。在分析低瓦斯矿井采空区自燃三带的基础上,结合压实区范围对氧化自燃带进行了修正。     

CFO模拟技术在采空区“三带”分布中的应用

对采空区氧气浓度场分布规律的数值模拟技术进行研究,介绍并阐述FLUENT开发采空区氧气浓度场CFD模型的方法与步骤.应用CFD技术对5521-17工作面采空区氧气浓度分布进行模拟,模拟数据与现场基本吻合.根据模拟结果划分“三带”范围,确定了采空区中易自燃区域.结果表明,CFD模拟技术是研究采空区“三带”分布规律的可行手段之一,可为实施采空区煤炭自燃防治技术提供依据.     

基于Comsol的平煤四矿己15-31060自燃“三带”模拟研究

为研究平煤四矿己₁₅-31060工作面采空区自燃“三带”的范围。利用氧气浓度指标来划分采空区自燃“三带”范围,并且利用Comsol模拟和现场实测结果分析对比,Comsol模拟和现场实测划分自燃“三带”范围基本一致,并且同一水平下回风巷的氧气浓度低于进风巷氧气浓度。充分证明用Comsol来划分采空区自燃“三带”范围的可行性,为防止采空区自燃提供一种新手段。     

基于封闭耗氧实验的窒熄带氧临界体积分数研究

为更准确划分采空区自燃带与窒熄带,提出根据不同煤质的耗氧特点,用封闭耗氧实验确定采空区窒熄带临界氧气体积分数的新方法。在采空区煤自燃氧化升温热平衡条件下,分析煤自燃的耗氧速度、氧气体积分数和氧化放热的一致性特征,利用研制的煤样封闭耗氧实验装置,采集煤氧化实验过程中氧气体积分数呈衰减变化的连续检测数据,由数据变化曲线求氧气体积分数变化差商,获得煤在不同氧气体积分数下的耗氧速度,建立耗氧速度与氧气体积分数的量化关系,即γ-c(τ)图,由此确定窒熄临界氧气体积分数。分别对不同煤样做实验测定,得出长平矿3号煤层(无烟煤)窒熄带临界氧气体积分数为14.2%,九道岭矿4号煤层(烟煤)的窒熄带临界氧气体积分数为6.8%,晓南矿7号煤层烟煤的窒熄带临界氧气体积分数为8.2%。新方法按不同的煤种和煤质,依据各自不同的耗氧特性,来确定自燃带与窒熄带的划界标准,且与工程实际相符合。     

采空区自燃"三带"分布规律的模拟研究

漏风强度和氧气浓度一直是诸多采空区自燃三带划分方法的重要依据,而不同的采空区自燃三带划分方法得出的结论各有差异。采用有限单元方法,对采空区遗煤自燃过程漏风渗流场和氧气浓度场进行了模拟研究,根据临界风速法和流场与氧气浓度场结合法分别划分出采空区自燃三带的范围,得出了最大自燃带宽度依次为48 m和123 m。     

寸草塔煤矿22煤层自燃“三带”分布及影响因素

为防止寸草塔煤矿22煤层煤自燃,对22煤层采空区自燃"三带"进行划分.通过现场束管监测获得采空区内氧气浓度分布,并基于氧浓度的"三带"划分标准,得出22煤层采空区自燃"三带"范围,即运胶顺槽:散热带51 m,自燃带51～147 m,窒息带147 m;回风顺槽:散热带43 m,自燃带43～141 m,窒息带141 m.使用Fluent数值模拟软件模拟不同配风量和瓦斯抽放对自燃"三带"的分布影响,得出了配风量越大、抽放管道进入采空区深度越深、抽采负压越大,氧化带宽度也随之增大,煤自燃的危险性越大.     

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。     

基于多参量的采空区煤自燃危险区域划分方法研究

工作面采空区漏风强度、浮煤厚度、氧气体积分数等多个因素共同影响采空区内的煤自燃危险区域分布范围.以王家山煤矿中二202工作面为研究对象,采用公斤级煤自然发火试验装置,测定煤样放热强度、耗氧速率等自燃特性参数,结合理论公式计算采空区危险区域划分参数的阈值(浮煤厚度、氧气体积分数、漏风强度、最短发火期、耗氧速率).综合关键...     

深部大倾角综放工作面采空区自燃三带研究

对深部大倾角综放工作面采空区的自燃"三带"划分进行了研究,发现采空区周边和进风巷一侧测点的自燃带范围通常比较大,所以在防灭火工作中应当对这些位置重点关注;通过对氧气浓度划分法和温升率划分法的比较,发现氧气浓度划分法适用于划分自燃带和窒息带,而温升率划分法适用于划分不自燃带和自燃带,2种方法的综合运用最终确定了采空区自燃"三带",可较为可靠地为采空区防灭火工作提供依据。     

采区动态压差对采空区瓦斯和氧气分布影响的模拟研究

为了研究通风动态性对采空区瓦斯分布和氧气分布的影响,运用GAMBIT建立了采空区物理模型,利用FLUENT软件模拟了不同工作面压差下的采空区瓦斯体积分数和氧气体积分数分布,并得到采空区交界面漏风速度分布。结果表明:随着压差增大,漏风量增加,瓦斯和氧气临界体积分数出现位置均向采空区深部移动;增大的压差对临界氧气百分数出现位置的影响程度大于对临界瓦斯体积分数的影响;随着压差增大,进风巷端头来流冲击效应越趋明显。研究结论对防治采空区遗煤自燃和瓦斯积聚及涌出具有参考意义。     

基于光纤传感器的采空区煤炭自燃监测预警系统设计

分析煤炭自燃与煤炭温度和氧气浓度的关系,依据氧气浓度对采空区自燃“三带”进行划分,并完成光纤传感器的布设。将煤炭自燃监测系统的整体结构进行设计,通过工业环网完成数据传输,为保证温度精度对光纤测温系统进行标定,采用实验验证温度精度在1℃以内。通过对比光纤传感器的测量结果与O₂体积分数的测量结果,验证基于光纤传感器的煤炭自燃监测预警系统的结果是可靠的。     

综放面采空区自燃“三带”的确定与模拟分析

通过沿综放工作面倾向布点的方法,对采空区气体成分进行实测分析,确定新集一矿131303综放工作面采空区自燃“三带”的范围.并利用Fluent软件对131303综放工作面采空区自燃“三带”进行数值模拟划分,通过与实测结果进行对比,模拟结果和实测结果吻合较好,表明该软件具有实用性.综合对比实测和模拟结果,形成合理的预防采空区自燃的综合防灭火技术,有效地防治了采空区遗煤自燃,保证了工作面的安全回采.     

高抽巷抽放条件下综放工作面采空区自燃危险区域划分

基于高抽巷在有效解决高瓦斯综放工作面瓦斯易超限问题的同时,造成工作面采空区上覆煤岩破碎区与高抽巷之间形成漏风通道,引起采空区"三带"尤其是氧化升温带的迁移,使采空区自然发火变得更加严重的问题,通过现场实测分析选用氧气浓度作为主要指标、温度和CO浓度作为辅助指标,划分了高位抽放条件下采空区的"氧化升温带"的范围,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极限推进速度。     

综放工作面停采期间防灭火技术研究与应用

潞宁煤业侏2煤为Ⅱ级自燃煤层,为保证22116综放工作面撤架期间的稳定,采用氧气体积分数法划分了采空区自燃的“三带”,防灭火的重点为停采线后方170 m范围内的散热带和氧化带。通过采取以采空区封闭、两巷注浆和采空区持续注氮为主的综合防灭火措施,22116工作面支架回撤期间,未监测到采空区遗煤的自然发火征兆,取得了较好的效果,实现了工作面的安全顺利回撤。