综采工作面采空区自燃“三带”的判定及应用

基于采空区O2浓度的分布规律,研究了综采工作面采空区自燃"三带"的判定依据,并通过束管监测了采空区一定范围内O2浓度的变化,其浓度变化规律与测点到工作面距离之间具有三次多项式的变化关系。综合现场束管监测结果,将所得"三带"结果取平均值可得试验工作面采空区的"三带"范围分别为:散热带为0~40.8 m,可能自燃带为40.8~218.4 m,窒息带为>218.4 m。基于"三带"的判定结果,得到工作面回采速率必须>1.6 m/d,否则容易导致采空区自燃事故的发生。     

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。     

万利一矿采空区自燃“三带”分布规律研究

通过对万利一矿31303大采高综采工作面采空区氧气浓度进行现场埋管观测,得到了其与工作面推进的变化规律。依据采空区"三带"划分的方法确定了31303工作面采空区自燃"三带"的范围,并根据采空区自燃带范围及浮煤最短自燃发火期确定了工作面的安全推进速度。同时,制定了合理的综合防灭火方法,保证了工作面的安全回采。     

综采工作面采空区自燃“三带”测定技术

采用FLUENT软件对2341(3)工作面采空区漏风进行数值模拟,找出采空区自燃"三带"分布的影响因素及规律。现场测定氧浓度,得出2341(3)工作面采空区自燃"三带"宽度:进风侧氧化带范围24.7~45.8 m,回风侧氧化带范围10.8~32 m。     

丁集矿1282(3)工作面采空区自燃“三带”分布规律分析

通过在丁集矿1282(3)综采工作面采空区进行现场埋管观测,得到了采空区内不同测点距工作面不同距离处的温度和O2,CO,CH4气体浓度等参数,分析得出了采空区内O2浓度的分布规律。依据采空区"三带"划分的方法对丁集矿1282(3)工作面采空区自燃危险区域进行了划分,确定了1282(3)工作面采空区"三带"的范围,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的极限推进速度,保证了工作面的安全回采。     

浅埋深开采抽放对采空区自燃“三带”影响研究

以神东矿区布尔台煤矿22104综采工作面为例,理论分析了瓦斯抽放对采空区自燃"三带"的影响因素,通过对瓦斯抽放条件下的采空区自燃"三带"范围进行现场实测,并利用数值模拟研究采空区有无瓦斯抽放时的采空区氧浓度场分布规律,对比分析采空区有无瓦斯抽放时的采空区自燃"三带"范围,掌握瓦斯抽放时对采空区自燃"三带"分布范围的影响规律,进而用于指导工作面的防灭火技术     

不同通风方式对大倾角采空区煤自燃危险区域的影响研究

针对东峡煤矿大倾角工作面采空区现场危险区域难确定的问题,在确定工作面及采空区参数的基础上,采用相似模拟试验方法,构建了采空区自燃"三带"模拟试验系统,得出了大倾角工作面采空区在不同风量、不同风向下O_2浓度的分布规律。结果显示:大倾角采空区自燃"三带"呈立体分布;随着工作面风量的增大,风流进入采空区的深度以及对采空区的影响高度增大;上、下行通风条件下自燃"三带"主要分布在下巷道侧。     

四棵树煤矿自燃“三带”考察及影响因素分析

为了研究影响采空区自燃"三带"分布因素的影响情况,以新疆乌苏四棵树煤矿A504工作面为研究对象,采用现场考察和数值模拟相结合的方法,考察了采空区自燃"三带",研究了氧气浓度、瓦斯浓度与到工作面距离的函数关系,自燃带宽度和位置与工作面风量和推进度的关系。结果表明,A504工作面采空区中氧气浓度、瓦斯浓度与到工作面的距离呈线性关系;工作面风量变化时,自燃带本身宽度变化不大,但风量减小时自燃带整体位置会向工作面靠近,风量增加时向采空区深部移动;随推进度的增加,自燃带整体会向采空区深部移动,自燃带起止位置、宽度与推进度均呈幂函数关系。     

浅埋深首采工作面采空区“三带”分布规律

以青龙寺煤矿首采工作面5-20101工作面为背景,采用理论研究、数值模拟和现场实测对其采空区"三带"分布规律进行了研究。研究结果表明:在工作面开采后,根据采空区内压力分布情况,将采空区垮落带划分为自然堆积区、破碎堆积区和重新压实区,这三区与采空区自燃"三带"存在基本对应关系;工作面回风侧氧浓度出现较大波动,但总体呈下降趋势,主要是由于受工作面采动影响,出现大量采动裂隙,这些裂隙与地表联通,造成工作面采空区漏风,受地表大气压影响,采空区内氧浓度发生变化。     

Y型通风采空区自燃“三带”分布研究及应用

利用COMSOL模拟软件对高河煤矿W1310工作面采空区自燃"三带"进行数值模拟,通过氧气浓度来划分出采空区自燃"三带"。结果表明:高河矿W1310工作面采空区"三带"划分的分界点是采空区深部距工作面52m和297m;适量降低工作面供风量,可以实现生产过程中遇见断层、陷落柱以及尾采、停采时遏制采空区遗煤自然发火事故的发生。     

综放工作面采空区自燃“三带”分布规律的研究

通过对采空区煤炭自燃"三带"的理论和标准进行分析,结合梁宝寺煤矿3107综放工作面现场"三带"的观测数据,分析了后部采空区温度、CO和O2浓度的变化规律,并依据采空区氧化升温带长度,确定出自燃"三带"的范围。这种现场观测方法简单、比较容易实现,可以准确划分开采过程中采空区的自燃"三带",为后续工作面开采的防灭火工作提供科学依据。     

Ⅱ类自燃煤层自燃氧化规律分析

针对Ⅱ类自燃煤层易发生煤炭自燃的现状,以袁店一矿1023工作面所属10号煤层为研究对象,对1023工作面采空区煤炭的自燃氧化规律进行了研究。通过在采空区埋设抽气管路,测定采空区温度以及O2、CO2浓度等在工作面推进过程中的动态变化并进行分析。结果表明:采空区内CO2浓度分布符合"一源一汇"工作面的采空区漏风流场分布规律,且回风侧比进风侧更早进入窒息带;采空区自燃"三带"的具体分布范围:散热带距工作面中部距离为0~18.8 m,自燃带距工作面中部距离18.8~71.1 m,窒息带距工作面中部距离大于71.1 m,依据划分的自燃"三带"范围计算出该工作面最低适宜回采速度为42 m/月。     

同家梁矿采空区自燃“三带”范围确定及分布规律

采空区自燃"三带"的确定是做好矿井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,是制定相应防火措施的重要依据。利用大同煤矿集团同家梁矿现有束管系统以及光纤温度测试系统,通过在8832综放工作面采空区两巷布置气体浓度和温度测点,准确地测得了该工作面采空区自燃"三带"范围及分布特征,为同家梁矿及大同矿区的采空区防灭火工作提供了技术支撑。     

浅埋藏易自燃大型综放工作面自燃“三带”分布规律的实测与数值模拟研究

通过在采空区预埋束管取样器,检测采空区内气体成分随工作面回采进度的变化情况,并对采空区O2浓度随深度的变化规律进行分析。根据实测O2浓度确定出安家岭一号井4106工作面采空区遗煤自燃氧化"三带"的分布状况;在实测数据的校准和验证下,利用数值模拟技术研究了采空区O2浓度在整个采空区的分布规律;采用验证过的数值模拟模型研究了工作面配风量变化对采空区自燃"三带"分布规律的影响。研究表明:大型综放工作面采空区内部高O2浓度区域具有在进、回风巷侧分布范围较广、在采空区中部区域分布狭窄的U形特征;配风量增加,采空区自燃带宽度增大,且回风侧增大幅度最明显。     

王台矿2304采面自燃“三带”观测及数值模拟

通过在采空区预埋束管取样器,检测采空区内气体成分随工作面推进进度变化情况,对采空区内氧气的体积分数随深度的变化规律进行分析,根据所测的气体浓度,确定出王台矿2304采面采空区遗煤自燃氧化的"三带"分布状况,并利用FLUENT软件,依据达西定律,模拟研究了单一回风巷与工作面距离分别为80m、160m和240m3种情况下采空区流场的变化、氧气浓度场和CO浓度场的分布,分析了氧化带随工作面推进时的变化规律。结果表明:王台矿2304工作面采空区"三带"分别为散热带(0～38m)、氧化带(38～145m)和窒息带(>145m);单一回风巷采空区氧化带的宽度会随着回风巷距离工作面长度的增大而近似线形的增大。     

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。     

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。     

近距离煤层群下开采首采工作面采空区“三带”研究

以上榆泉煤矿近距离煤层群下首采的I031001工作面为背景,对其采空区"三带"分布规律进行研究。结果表明:在工作面开采后,根据采空区内压力分布情况,将采空区冒落带划分为自然堆积区、破碎堆积区和重新压实区,这"三区"与采空区自燃"三带"存在基本对应关系。根据采空区"三带"测试结果,得出工作面最小安全推采速度为0.5 m/d。在工作面回采过程中,可采用注浆防灭火、注氮防灭火、堵漏防灭火和喷洒阻化剂等防灭火技术措施,减少向采空区的漏风量,降低采空区遗煤周围氧气浓度,进而保证工作面安全回采。     

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。     

近直立煤层短壁综放工作面采空区注氮流量与自燃“三带”分布关系

乌东煤矿近直立煤层内短壁综放面采空区遗煤量多、漏风复杂,易致出现自燃火灾,因此,矿井将注氮防灭火技术作为采煤工作面的日常主要自燃火灾防治技术手段。向采空区注入氮气,不可避免地会对采空区内自燃"三带"的分布范围产生影响,为了考察不同注氮流量条件下采空区自燃"三带"分布范围的变化规律,采用预埋束管的方法,测定了不注氮、小流量注氮、大流量注氮3种不同条件下采空区不同位置的氧气浓度,并依据采空区自燃"三带"氧气浓度指标进行了"三带"分布范围划分,通过对比划分结果,明确了短壁综放工作面随采空区注氮流量的增加,"三带"边界都向工作面方向移动,散热带、氧化带宽度都将缩小,大流量注氮后散热带基本消失。