發(fā)布時(shí)間：2020-05-01 03:28

【摘要】：礦井煤層開(kāi)采使用綜采放頂煤技術(shù)相比其他采煤方法在產(chǎn)量和成本方面有明顯優(yōu)勢(shì),但是開(kāi)采過(guò)后頂煤回收以后造成遺煤散落較多,采容易引發(fā)采空區(qū)散落煤體自燃發(fā)火。煤炭自燃不僅會(huì)影響生產(chǎn),還可能引發(fā)瓦斯爆炸事故,直接威脅到井下工人生命安全。采空區(qū)注二氧化碳防滅火技術(shù)作為一種有效防治采空區(qū)自燃的手段,可以影響并降低采空區(qū)氧氣濃度分布,進(jìn)而減小氧化帶寬度,由此可見(jiàn)合理的壓注二氧化碳工藝參數(shù),即不同的壓注位置及壓注流量,是決定壓注效果的重要依據(jù)。論文研究的姚橋礦7271工作面,采用綜合機(jī)械化放頂煤工藝開(kāi)采,煤厚5m,工作面傾向長(zhǎng)度達(dá)260m且伴有俯采,由于缺乏對(duì)大長(zhǎng)度傾向的采空區(qū)遺煤自燃防治經(jīng)驗(yàn),論文在理論分析基礎(chǔ)上通過(guò)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法研究分析該工作面合理的注二氧化碳工藝參數(shù),有助于為其它工作面進(jìn)行注二氧化碳防滅火治理時(shí)提供參考。(1)利用FLUENT計(jì)算機(jī)模擬軟件建立7271綜放工作面物理模型,模擬采空區(qū)壓注二氧化碳前氧氣濃度分布情況。模擬結(jié)果表明:進(jìn)風(fēng)側(cè)28.6～85.7m為自燃帶,進(jìn)風(fēng)側(cè)氧化帶寬度為57.1m;采空區(qū)中部最大氧化帶范圍為15.7～95.7m,氧化帶寬度達(dá)80m。(2)在該采空區(qū)模型的基礎(chǔ)上,進(jìn)行不同壓注參數(shù)下注二氧化碳模擬。通過(guò)對(duì)比5組不同二氧化碳?jí)鹤⑽恢脮r(shí)采空區(qū)自燃“三帶”分布情況表明:X(壓注口到工作面距離)=20m時(shí),最大氧化帶寬度縮小幅度高達(dá)41.0%,減小了32.8m。確定注二氧化碳口位置距工作面20m處,對(duì)比5組不同二氧化碳?jí)鹤⒘髁繒r(shí)采空區(qū)自燃三帶分布情況,當(dāng)壓注流量為2000m~3/h時(shí)最大氧化帶寬度降低了52.8m,和壓注流量為2500m~3/h時(shí)對(duì)采空區(qū)惰化效果已相差不大,且更利于工作面安全生產(chǎn),故確定7271工作面采用的合理壓注位置為X=20m,合理壓注流量為2000m~3/h。(3)通過(guò)對(duì)比壓注二氧化碳前后7271綜放面進(jìn)風(fēng)側(cè)布置束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得的氧氣濃度變化情況:壓注二氧化碳之前進(jìn)風(fēng)側(cè)工作面后25.2～84.0m為自燃帶,氧化帶寬度為58.8m。壓注二氧化碳之后進(jìn)風(fēng)側(cè)工作面后18.9～65.1m為自燃帶,氧化帶寬度為46.2m。對(duì)比發(fā)現(xiàn),自然帶寬度減小了12.6m左右,自然帶邊界提前了20m左右,說(shuō)明注二氧化碳可以有效減小自然帶寬度。顯然,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果有較好的印證,誤差在在要求范圍內(nèi),模型有效可用于后續(xù)分析。(4)分析在合理注二氧化碳參數(shù)下采空區(qū)自燃“三帶”模擬情況的二氧化碳濃度分布規(guī)律得出:當(dāng)向采空區(qū)注入高濃度二氧化碳后,首先會(huì)在注氣口中心形成濃度90%以上的二氧化碳?xì)鈭F(tuán)區(qū)域;之后二氧化碳向周?chē)?漫延范圍內(nèi)濃度逐漸遞減,在注氣口周?chē)纬芍行母咚闹艿偷姆植?沿走向方向上越靠近工作面的區(qū)域二氧化碳濃度越低;沿傾向方向越靠近回風(fēng)側(cè)二氧化碳濃度越低;采空區(qū)深部二氧化碳則由于隨著埋深增加孔隙率變小,而濃度逐漸降低。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

3 采空區(qū)未注二氧化碳自燃“三帶”分布的數(shù)值模擬空區(qū)未注二氧化碳自燃“三帶”分布的數(shù)值Numerical simulation of the distributiontaneous combustion "three band" before caxide injection in the goaf姚橋煤礦及 7271 工作面概況（The survey of Yao Qiao and 7271 working face） 地理位置及概況橋煤礦位于大屯煤電的東部礦區(qū)，，在江蘇省沛縣和山東省微山縣境 17km，東臨昭陽(yáng)湖，距微山縣約 10km。其地理位置見(jiàn)圖 3-1。
【學(xué)位授予單位】：華北科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TD752.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2646499