【摘要】：論文采用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)綜合觀測(cè)、理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,系統(tǒng)開展了綜放采場(chǎng)CO涌出特征和采空區(qū)煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域判定等方面的研究,這對(duì)于煤礦內(nèi)因火災(zāi)防治具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。綜放采場(chǎng)煤自燃的基礎(chǔ)特性與礦壓顯現(xiàn)方面,通過(guò)綜合熱分析實(shí)驗(yàn)揭示了煤自燃進(jìn)程失水失重、氧化增重和燃燒失重等反應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)和特征溫度的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了煤自燃進(jìn)程不同增失重階段對(duì)應(yīng)不同臨氧體積分?jǐn)?shù)的客觀現(xiàn)象。提出了將煤自燃析出的氣態(tài)產(chǎn)物分為解吸氣體、氧化氣體和熱解氣體的分類方法,計(jì)算獲得了氧化氣體和熱解氣體生成的活化能,指出了CH4、C2H6、C3H8、C2H4和C3H6等氣體的生成是多元反應(yīng)綜合作用的結(jié)果。通過(guò)礦壓現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)與UDEC數(shù)值模擬,分析獲得了試驗(yàn)采場(chǎng)的斷裂帶基本頂、基本頂初次及周期來(lái)壓步距,指出了基本頂失穩(wěn)形式為滑落失穩(wěn),垮落形式為臺(tái)階巖梁結(jié)構(gòu)的整體切落。根據(jù)采場(chǎng)底板支承壓力的變化規(guī)律劃分了“礦壓水平三帶”,為后續(xù)劃分采空區(qū)煤自燃三帶提供了理論支撐。綜放采場(chǎng)CO涌出與來(lái)源辨識(shí)方面,在系統(tǒng)分析礦井CO氣體成因類型與產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上提出了原生和次生CO氣體的分類方法。通過(guò)多參量的相關(guān)性分析,辨識(shí)出了試驗(yàn)采場(chǎng)CO氣體的主要來(lái)源。結(jié)合采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)特征揭示了回風(fēng)隅角CO氣體周期性增大涌出是周期性滑落失穩(wěn)形成的沖擊力擠壓模擬墻前方采空區(qū)CO氣體造成的。采空區(qū)煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域判定方面,獲得了采空區(qū)O2與CO體積分?jǐn)?shù)在走向方向和傾向方向上的變化規(guī)律,闡述了CO體積分?jǐn)?shù)法劃分采空區(qū)煤自燃三帶的具體方法。利用氧體積分?jǐn)?shù)法和漏風(fēng)流速模擬法分析證明了CO體積分?jǐn)?shù)法劃分采空區(qū)煤自燃三帶是可行和切合實(shí)際的。闡述了采空區(qū)煤自燃三帶與礦壓水平三帶的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并取CO體積分?jǐn)?shù)法、氧體積分?jǐn)?shù)法和漏風(fēng)流速法劃分的氧化自燃帶的交集作為采空區(qū)的煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域,計(jì)算獲得了預(yù)防采空區(qū)煤自燃的安全回采速度。
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD752.2

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3 肖e，

本文編號(hào)：2583161