采空区煤自然发火与瓦斯爆炸耦合机理研究北大核心

根据采空区遗煤自燃升温的阶段性特征,以定容反应器为模型,借助数值模拟软件CHEMKIN模拟煤自燃缓慢氧化、加速氧化和激烈氧化3个阶段瓦斯爆炸前后反应时间、压力及中间产物的变化情况,从微观机理层面对煤自燃与瓦斯爆炸的耦合关系进行了研究。数值计算结果显示,煤自燃缓慢氧化阶段对瓦斯爆炸表现为抑制作用;加速氧化阶段对瓦斯爆炸表现为促进作用;激烈氧化阶段对瓦斯爆炸表现为略微促进作用。     

采空区自然发火多场耦合数值模拟研究

采空区遗煤自然发火严重制约着煤矿的安全生产,其受到渗流场、扩散场、化学反应场以及多孔介质传热场共同作用影响,基于这一特点,本文采用有限元数值模拟手段对采空区内部自然发火多场耦合作用进行细致研究,并通过模拟结果与现场实测数据比对验证了模拟的可行性以及模拟结果的可靠性。研究结果表明:依靠传统的三带划分方式并不能很好的确定采空区可能自然发火位置,此外,工作面漏风入口后部煤体温度变化明显,在实际工作中该区域范围应作为重点监控对象。     

Y型通风下采空区瓦斯与自然发火耦合危险区域划分研究

为了准确划分Y型通风下采空区瓦斯与自然发火耦合灾害的范围,防止瓦斯与自然发火灾害事故的发生,以青龙煤矿21606工作面为例,建立了Y型通风下采空区的数值模型,利用COMSOL软件对采空区流场、瓦斯浓度场进行了数值模拟,以采空区漏风流场和瓦斯浓度场分布为依据,对瓦斯与自然发火耦合灾害的区域进行了划分,并通过SF6示踪实验...     

采空区煤自燃引发瓦斯爆炸致灾机理及防控技术

为研究采空区煤自燃引爆瓦斯的致灾机理,提出采空区是氧浓度场、温度场、漏风强度场、瓦斯运移场等动态变化又相互耦合的4场展布形成的三维空间,理论分析了爆炸的危险耦合区域和爆炸机理。结果表明,煤自燃产生的高温可燃性气体导致爆炸危险耦合区域扩大;高温可燃性气体存在升浮-扩散效应,上升过程中与冒落岩石对流换热并卷吸周围的气体,在顶板处与岩石进一步热交换并与CH4混合形成高浓度混合气体,温度降低,混气密度相对增大,混气不断积聚导致其下位逐渐下移,同时火风压作用导致进风侧面形成负压区,涡流效应产生卷吸驱动作用加速混气下移,当混气下位处浓度和温度达到爆炸界限导致爆炸发生;最后分析了瓦斯含量对煤自燃的影响,提出高瓦斯含量与较低瓦斯含量矿井采空区分别采用胶体、三相泡沫控制煤自燃引爆瓦斯技术。     

煤自然发火促成瓦斯爆炸作用的讨论

在煤自燃与瓦斯共存的矿井,煤自然发火具有隐蔽性、突发性,其全过程一直是促成瓦斯爆炸(以下简称"瓦爆")的重要原因之一。大多数煤自燃气体成分与CH4同一类,比空气轻,易与CH4及O2混合,自身会爆炸。在煤自燃全过程中,阴燃阶段产气量、产烟量最大,隐蔽难察觉,是促成瓦爆的危险阶段。在低瓦斯条件下,煤自燃产气量相对CH4涌出量有"浓度效应",是此条件下瓦爆事故的原因之一,也是瓦检仪读数不到CH4爆炸浓度却发生了瓦爆事故的原因之一。     

瓦斯抽采下采空区自然发火监测分析

为防止高瓦斯矿井自燃煤层在瓦斯抽采过程中发生煤层自然发火,需对瓦斯抽放钻孔内的气体定期检测,对钻孔内CO变化规律进行分析。结合高浓度CO钻孔位置及其与周边采空区、火区分布关系,利用示踪气体测漏风和施工钻孔监测相邻采空区CO气体变化等措施,验证CO来源,判断采空区自然发火状态。     

易自燃煤层采空区瓦斯与氧气耦合致灾效应分析

针对U型通风易自然煤层开采条件下,采空区漏风使氧气与瓦斯混合具有爆炸危险性的问题,通过在采空区埋入甲烷及温度传感器进行观测,利用Fluent方法对采空区瓦斯分布规律进行模拟计算,分析瓦斯在自然发火危险区域中燃烧的可能性,对采空区内瓦斯与氧气相互达到爆炸危险的耦合区域进行危险判定分析,为现场瓦斯治理提供依据。     

采空区积水与自然发火

通过对平庄古山二井３８０工作面采空区自然发火危险性的试验研究，得出采空区积水情况下气体、温度的分布规律，进而分析采空区积存一定水量情况下的自然发火危险性。     

利用均压技术治理采空区瓦斯及自然发火的实践

介绍了国投新集能源股份公司二矿利用均压技术治理1812采空区瓦斯及自然发火的经验。通过治理,杜绝了瓦斯超限和自然发火,达到了预期的目的。     

采空区自然发火动态数学模型研究

根据实际工作面采空区浮煤自然的主要影响因素，在煤低温自然特性实验研究的基础上，推导出了采空区浮煤自然过程的动态数学模型，从而为采空区浮煤自然发火的预测预报及防治技术研究提供理论依据。     

煤自然发火对瓦斯爆炸的影响

煤自燃产生的气体(如CO、H2、CnHm、CH4)在无瓦斯矿井也可爆炸,在高瓦斯煤易燃矿井是瓦斯重要组分,它增加了瓦斯总浓度,使瓦斯爆炸界限扩大,减少爆炸的需氧量。燃烧的强火源促成瓦斯在低浓度、低氧条件下也能爆炸。在此类矿井防瓦斯事故应先防煤自然发火。     

高瓦斯易自燃煤层高抽巷瓦斯抽采与浮煤自燃耦合研究

运用FLUENT数值模拟方法对采空区三维耦合场进行研究,简要概括FLUENT流体数值模拟软件基本理论,通过对FLUENT进行自行编程,利用开发模型对杉木树煤矿N3062工作面采空区三位耦合场进行模拟分析,得到漏风流场分布规律。通过理论分析,确定散热带与自燃带分界线处氧浓度降低值,进而准确判定高瓦斯易自燃煤层采空区自燃带范围,并通过预先铺设在采空区中的光纤测温系统进一步判定采空区自燃带范围。利用实测采空区自燃带范围验证数值模拟采空区流场分布准确性,进一步对不同高抽负压条件下采空区自燃带宽度进行模拟,并结合现场实测不同高抽负压条件下回风巷瓦斯浓度及瓦斯抽采率的变化,确定最佳高抽负压范围。最后,采空区三维耦合场数值模拟结果也表明自燃三带呈现立体分布,在紧邻支架后部上方位置存在一个自燃发火危险区域。     

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。     

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。     

采空区煤炭自燃致因分析

为了分析导致采空区煤炭自燃的关键因素,以便采取针对性措施预防煤炭自燃事故的发生,利用层次分析法构建了采空区煤炭自燃致因层次模型,分析了采空区遗煤自然发火的各种致因,并计算采空区遗煤自然发火致因的权重,确定了导致采空区煤炭自燃的关键因素,可为预防采空区遗煤自燃提供可靠的理论依据。     

高瓦斯综采工作面上隅角瓦斯抽放与采空区自然发火位置的关系分析

针对井下采空区岩石冒落形成的多孔隙介质空间的极度不规则性,提出了模糊渗透系数的概念,建立了一种以模糊分析和模糊微分方程为基础的及各种边值为条件的,计算采场气体模糊渗流问题的数学模型;研制了相似模拟模型,针对采空区自然发火问题和工作面上隅角瓦斯治理进行了多项模拟实验。研究成果为预防采空区自然发火和综采工作面上隅角瓦斯治理提供了有效的途径,对采场内自然发火位置的预测和工作面瓦斯治理有较好的理论价值和指导意义。     

采煤工作面采空区自燃预警探讨

对模拟专家智能、煤层自燃特性、开拓开采和通风因素,以及工作面推采情况和检测监测数据等内在影响因素和外在表现形式进行综合分析,对采煤工作面采空区自燃预警方法和预警软件的编制进行了探讨。     

煤的自燃机理与选煤厂储存煤自燃控制

各选煤厂煤仓仓存总容量基本都在全厂5~15 d的入厂量左右,如何分析、预防预测及杜绝煤在仓内自燃,对于选煤厂的安全生产工作及经济效益都有很大意义。