本文選題：抽放負(fù)壓 + 自燃“三帶”　； 參考：《華北理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,瓦斯抽放已成為防治采空區(qū)瓦斯事故災(zāi)患的重要手段,但抽放負(fù)壓的存在影響了采空區(qū)氣體流場,從而改變了采空區(qū)氣體濃度環(huán)境,很大程度上影響到遺煤自燃問題,因此研究抽放條件下采空區(qū)自燃規(guī)律對煤礦安全開采極為重要。綜合國內(nèi)外應(yīng)用及研究現(xiàn)狀,在對煤炭自燃機(jī)理、采空區(qū)瓦斯抽放理論等現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)之上,通過部分實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場束管監(jiān)測試驗(yàn)以及大量的數(shù)值模擬計算,對呂家坨礦5877Y工作面埋管抽放不同負(fù)壓條件作用下的采空區(qū)遺煤自燃規(guī)律進(jìn)行了研究�；诹黧w力學(xué)、傳熱學(xué)和傳質(zhì)學(xué)等基本學(xué)科理論分析,建立了采空區(qū)遺煤自燃的多物理場耦合數(shù)學(xué)模型;通過工業(yè)分析、綜合熱分析等實(shí)驗(yàn),測得煤體水分含量、煤體密度、放熱強(qiáng)度等基礎(chǔ)參數(shù),并分析了煤樣的放熱情況,得出了放熱量隨溫度的變化折線圖,為后期數(shù)值模擬提供參考依據(jù);通過對5877Y工作面布置束管監(jiān)測回采期間采空區(qū)的氧濃度分布情況,并結(jié)合氧濃度指標(biāo)劃分出埋管抽放前采空區(qū)自燃“三帶”的范圍;通過建立采空區(qū)自燃發(fā)火數(shù)學(xué)模型,并利用COMSOL數(shù)值模擬軟件解算,模擬得出不同抽放負(fù)壓條件下的采空區(qū)流場、溫度場和氧濃度場分布情況,劃分出不同抽放負(fù)壓條件下采空區(qū)自燃“三帶”和高溫危險區(qū)域,并對比束管監(jiān)測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬分析結(jié)果,驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。最終利用數(shù)值模擬得出了不同抽放負(fù)壓對采空區(qū)遺煤自燃的影響規(guī)律,準(zhǔn)確預(yù)測了不同抽放負(fù)壓條件下自燃“三帶”以及高溫危險區(qū)域的范圍,對抽放條件下采空區(qū)遺煤自燃火災(zāi)防治工作的開展具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
[Abstract]:In recent years, gas drainage has become an important means to prevent and cure gas accidents in goaf, but the existence of drainage negative pressure has affected the gas flow field in goaf, which has changed the gas concentration environment in goaf and affected the spontaneous combustion of coal to a great extent. Therefore, it is very important to study the spontaneous combustion law of goaf in the condition of pumping. On the basis of existing research on coal spontaneous combustion mechanism, gas drainage theory in goaf and so on, through some laboratory experiments, field beam tube monitoring tests and a large number of numerical simulation calculations, this paper synthesizes the application and research status at home and abroad. The spontaneous combustion of coal left in goaf under different negative pressure conditions of buried pipe drainage in 5877Y face of Lujiatuo Coal Mine was studied. Based on the theoretical analysis of fluid mechanics, heat transfer and mass transfer, the multi-physical field coupling mathematical model of spontaneous combustion of coal in goaf is established, and the moisture content and density of coal body are measured by industrial analysis and comprehensive thermal analysis. The basic parameters such as exothermic intensity, and the exothermic situation of coal sample are analyzed, and the curve diagram of heat release with temperature is obtained, which provides a reference for the later numerical simulation. The distribution of oxygen concentration in goaf during mining period is monitored by arranging beam tube in 5877Y working face, and the range of "three zones" of spontaneous combustion in goaf before drainage of buried pipe is divided according to oxygen concentration index, and the mathematical model of spontaneous combustion in goaf is established. By using COMSOL numerical simulation software, the distribution of flow field, temperature field and oxygen concentration field in goaf under different pumping negative pressure conditions are obtained, and the "three zones" and high temperature dangerous areas of goaf spontaneous combustion under different suction negative pressure conditions are divided. The accuracy of the numerical simulation is verified by comparing the experimental data of beam tube monitoring with the results of numerical simulation. Finally, by using numerical simulation, the influence of different suction negative pressure on spontaneous combustion of coal in goaf is obtained, and the "three zones" of spontaneous combustion and the range of high temperature dangerous area under different suction negative pressure conditions are accurately predicted. It has important practical guiding significance for the fire prevention and control work of coal spontaneous combustion in goaf under the condition of pumping.
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD752.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2058229