本文選題：特厚易自燃煤層　切入點(diǎn)：采空區(qū)　出處：《安徽建筑大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：特厚煤層(厚度8m)放頂煤開采過程中,采空區(qū)遺煤多,煤自燃火源隱蔽,位置和程度難以判定,加大了礦井火災(zāi)防治的難度。開展特厚煤層放頂煤開采條件下采空區(qū)煤氧化自燃規(guī)律研究,對保證礦井的安全生產(chǎn)、減少資源和財(cái)產(chǎn)損失具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前國內(nèi)外常采用自燃“三帶”判定采空區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域范圍,研究主要集中在厚度8m易自燃煤層的二維平而分布規(guī)律,關(guān)于特厚煤層采空區(qū)氧化自燃帶三維空間分布規(guī)律的研究較少。為了更高效的防治礦井火災(zāi),判定特厚易自燃煤層采空區(qū)空間自然發(fā)火危險(xiǎn)區(qū)域顯得尤為重要。 本文通過理論分析、實(shí)驗(yàn)分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場實(shí)測等研究方法,以山西峁底礦13204易自燃煤層綜放面(煤層平均厚度12.06m)為例,對特厚易自燃煤層綜放工作面采空區(qū)的空間自燃“三帶”分布規(guī)律及自燃防治進(jìn)行了研究。首先,基于采空區(qū)氣體的滲流理論,分析了采空區(qū)裂隙形成機(jī)理及遺煤的空間分布規(guī)律,確定了采空區(qū)的孔隙率分布函數(shù)。 然后,通過UDF接口對ANSYS FLUENT軟件進(jìn)行二次開發(fā),建立了采空區(qū)自然發(fā)火的三維模型,模擬分析13204綜放面采空區(qū)的漏風(fēng)速度場和氧濃度場,對采空區(qū)三維空間的自燃“三帶”進(jìn)行了劃分,分析了漏風(fēng)源位置和充填垛對自燃“三帶”分布的影響。結(jié)果表明：1)在正常條件下,沿工作面傾向方向上,采空區(qū)氧化自燃帶最寬處出現(xiàn)在采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)底板附近,可達(dá)到68m,回風(fēng)側(cè)次之,采空氧化自燃帶在底板附近二維平面上呈現(xiàn)出一個(gè)進(jìn)、回風(fēng)側(cè)向采空區(qū)深部擴(kuò)張的類似“香蕉”狀區(qū)域；在垂直高度上,采空區(qū)氧化自燃帶隨著高度的增加逐漸變窄,且其分布范圍在逐漸向工作面靠攏。2)工作面進(jìn)、回風(fēng)端口砌筑充填垛后,氧化自燃帶最寬處出現(xiàn)在采空區(qū)中部底板附近,僅有31m,采空區(qū)氧化帶在底板附近呈“橢圓”狀。3)漏風(fēng)源在采空區(qū)頂板不同位置的氧化自然帶寬度：進(jìn)風(fēng)側(cè)(117m)回風(fēng)側(cè)(113m)采空中部(87m),即漏風(fēng)源在進(jìn)風(fēng)側(cè)時(shí)對采空區(qū)自燃防治最不利。 最后,針對13204綜放面煤層埋藏淺的實(shí)際情況,通過能位測定判斷了可能存在的地面漏風(fēng)通道,提出并實(shí)施了砌筑充填垛、壓注MEA阻化液、加快推進(jìn)度等針對性的防滅火措施,有效控制了采空區(qū)煤自燃,實(shí)現(xiàn)了工作面的安全高效生產(chǎn)。本文有望為特厚易自燃煤層綜放面采空區(qū)防滅火提供了理論和實(shí)踐借鑒作用。
[Abstract]:In the process of coal mining with extra thick coal seam ( thickness of 8 m ) , it is difficult to determine the location and extent of coal spontaneous combustion in coal mining area . It is of great practical significance to study the coal oxidation spontaneous combustion in mining area under the condition of top coal mining under special thick coal seam .

Based on the theoretical analysis , experimental analysis , numerical simulation and field measurement , the paper studies the spatial self - ignition " three - zone " distribution law and spontaneous combustion control of the gob area in the fully mechanized top coal caving face of the special - thick spontaneous combustion coal seam . First , based on the seepage theory of gas in mined area , the mechanism of fracture formation in gob area and the spatial distribution of coal are analyzed , and the porosity distribution function of mined area is determined .

The three - dimensional model of natural fire in mined - out area is established through UDF interface , and the three - dimensional model of natural fire in gob area is established . The influence of air leakage source position and filling stack on self - ignition ' three - belt ' distribution is analyzed .
in that vertical height , the oxidized spontaneous combustion zone of the goaf gradually becomes narrow as the height increase , and the distribution range of the oxidized self - ignition belt is gradually close to the working face .

Finally , aiming at the actual situation of shallow coal seam buried in 13204 fully mechanized caving face , the possible existence of ground water leakage channel is judged through the position determination , and the targeted fire - fighting measures such as building filling , pressing MEA resistance liquid and accelerating the propulsion degree are put forward , so that the coal spontaneous combustion in the goaf is effectively controlled , and the safe and efficient production of the working face is realized .

【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TD752.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1687981