“U+I”型孤岛工作面采空区漏风规律及其对自然发火的影响

为了很好的掌握阳泉二矿80509"U+I"型孤岛工作面的自然发火规律,通过运用单元法对工作面的漏风情况实测,以及利用FLUENT软件对采空区的漏风流场进行数值模拟,得出"U+I"型工作面情况下的采空区漏风流场;根据自燃"三带"的渗流风速划分标准得出"三带"的范围;并根据采空区风流流场情况详细分析了采空区漏风对自然发火的影响,为采空区防灭火技术实施提供理论依据。     

近距离煤层综放工作面采空区自然发火防治

为了预防石港煤矿15102工作面发生自然发火,对15102工作面易引起自燃的危险因素进行分析,并在14号煤层打顺层注浆钻孔,注入MEA高分子阻化泡沫,阻化采空区浮煤,同时在工作面推进过程中,在两巷间隔一定距离构筑漏风密闭,有效控制漏风,并使采空区浮煤的氧化得到了有效控制.     

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。     

瓦斯抽采下沿空留巷采空区自燃危险区域判定

由于沿空留巷工作面采空区漏风严重且对具有自然发火的煤层影响较大,所以研究沿空留巷采空区自燃危险区域具有重要意义。针对沿空留巷侧采空区瓦斯抽采及充填墙裂隙演化诱导漏风及自燃问题,以沙曲矿沿空留巷综放面为研究对象,通过SF6漏风实测及束管观测研究,研究了工作面及沿空留巷侧采空区漏风规律及氧气体积分数分布特征,并对采空区不同倾向范围内自燃氧化"三带"的分布区间进行了识别及划分,进而在理论及实测分析的基础上,结合工作面推进速度及煤层自然发火期发现在沿空留巷侧采空区倾向方向5~30 m存在自燃危险区,若改变工作面开采条件,其他非自燃区域可能转变为自燃危险区。     

相似煤储层瓦斯压力计算模型及其空间分布特征

为了识别煤层瓦斯抽采过程中瓦斯压力的空间分布特征,利用多场耦合模拟试验,通过最小二乘法残差平方和优化研究了煤层瓦斯压力变化与距抽采管最短距离之间的关系.基于遗传算法进一步优化了煤层瓦斯压力计算模型常量参数,重构及可视化了煤层瓦斯压力的空间分布.结果表明:该计算模型可用于卸压区抽采时相似煤储层空间各位置及不同抽采时间的瓦斯压力计算;煤层瓦斯压力与距抽采管最短距离呈指数衰减函数关系,其下降趋势与抽采时间和距抽采管距离相关;在煤层立体空间维度,垂直抽采管断面上的瓦斯压力场呈现出以抽采口为中心的圆环分布,平行抽采管的二维面上瓦斯压力场围绕抽采管呈椭圆环分布,其三维等压面呈漏斗状分布.     

浅埋煤层重复采动覆岩裂隙及漏风通道演化模拟研究

为了研究浅埋藏近距离煤层群重复采动下地表漏风对采空区煤自燃的影响,利用FLAC~(3D)数值模拟软件,对神东矿区补连塔矿回采不同阶段覆岩孔隙率的发育规律、塑性区分布以及覆岩垮落高度进行模拟分析。结果表明:(1)上煤层回采完毕后,覆岩裂隙发育呈"U"形分布,最大裂隙高度达130 m,尚未通达地表;下煤层回采完毕后,覆岩最大裂隙高度达162 m,贯通地表。(2)上煤层回采完毕后,覆岩在上煤层上方62 m处发生明显离层,离层区下方覆岩下沉高度1.75~4 m,离层区至上覆岩层下沉高度0.25~1 m;下煤层回采完毕后,离层区进一步发育,离层区下煤层采空区顶板垮落,上煤层采空区岩体进一步沉陷,最大下沉高度达7 m,离层区至上覆岩层下沉高度1~2 m。(3)在回采同一阶段,同一高度覆岩孔隙率变化率两侧大于中部;下煤层的回采使上煤层覆岩孔隙进一步发育,孔隙率变化率明显增大。     

煤巷高冒区破碎煤体自然发火微循环理论分析

为了有效防治煤巷高冒区的自燃火灾,通过对高冒区现场试验的测温、取样化验分析和计算机流场模拟,分析了高冒区附近的风流微循环过程,建立了高冒区破碎煤体中的微循环流场和温度场的数值模拟模型.结果表明:高冒区附近的破碎煤体自燃分为高冒区中部的最有可能自然发火区Ⅰ、周边的可能自然发火区Ⅱ和自燃氧化影响区Ⅲ.煤巷高冒区破碎煤体的自燃氧化微循环机理可以表达为氧化耗氧与漏风供氧的氧平衡和氧化生热与漏风对0流散热的热平衡,如果漏风供氧能够保证煤炭自燃氧化的进行,同时氧化生热大于散热,则煤炭自燃微循环过程则能持续下去,发展为自燃,有效的高冒区自燃火灾防灭火措施为充填、堵漏和惰化高冒区,破坏氧热微循环过程的进行.     

承压破碎煤体低温氧化试验系统研制及应用

为研究应力、温度、水分对采空区煤自燃的综合影响,结合多场耦合理论与现有测试技术,开发一套煤低温氧化试验系统。该试验系统可模拟应力、温度、水分及渗流环境,可测试采空区破碎煤体在不同应力、温度、水分条件下的渗透参数,改变了目前煤低温氧化测试不能加载应力的现状,改进了煤自燃的试验研究方法,为后续研究承压破碎煤体多场耦合氧化机制及氧化动力行为差异性提供了途径。应用该系统测试了承压破碎煤体的低温氧化特征,识别了应力、温度、水分对煤体堆积状态和低温氧化过程的影响。     

雨汪矿区水化学特征及成因分析

为研究云南省富源县老厂煤矿区四勘区西南部的雨汪矿区水环境特征及水循环规律,现场调查后,对8处地表水、1处地下水采取成因分析、相关性分析、同位素组成分析方法,利用Piper三线图和Gibbs图、Pearson相关性图和氢氧同位素组成图分析雨汪矿区的水化学特征及水体补给形式。结果表明,地表水p H呈中性,化学类型为Ca²⁺-HCO₃^-型,地下水p H值呈碱性水化学类型为Na⁺-HCO₃^-+CO₃^2-型,水样属于低矿化度水。地表水TDS与Mg²⁺显著相关,Na⁺+K⁺与SO₄^2-呈显著相关,氢氧同位素组靠近云南降水曲线附近下方地表水和地下水主要离子存在较大差异,地表水受碳酸盐岩风化和蒸发岩影响较明显,地下水可能受到不同含水层补给,并伴随溶滤作用。分析结果证实了含水层的相互联系,对后续防治水工作开展及巷道建设具有...