【摘要】：隨著煤炭開采朝縱深向發(fā)展,瓦斯超限和遺煤自燃問題十分突出,并成為制約井下安全生產(chǎn)的兩大主要危害。本論文結(jié)合保德煤礦81307工作面綜合機(jī)械化放頂煤采煤工藝的實(shí)際情況,依據(jù)煤自然發(fā)火特性和影響因素、多孔介質(zhì)理論、采空區(qū)氣體滲流及擴(kuò)散規(guī)律、滲流控制方程等基礎(chǔ)理論,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法,對(duì)有無埋管抽采及抽采管不同埋深條件下,采空區(qū)自然發(fā)火規(guī)律進(jìn)行研究。研究表明:(1)通過現(xiàn)場(chǎng)采集81307工作面煤樣,進(jìn)行煤自然發(fā)火低溫氧化試驗(yàn)。在不同供氧條件下,對(duì)煤自燃過程產(chǎn)物進(jìn)行優(yōu)選,分析標(biāo)志性氣體CO和C_2H_4產(chǎn)生規(guī)律,確定該工作面煤層能維持自然發(fā)火的氧氣濃度下限為8%,為之后采空區(qū)自燃“三帶”的劃分指標(biāo)給予參考。(2)根據(jù)煤層上覆巖層特性及采空區(qū)冒落的一般規(guī)律,通過質(zhì)量、動(dòng)量、能量及組分運(yùn)輸?shù)姆匠虂順?gòu)建采空區(qū)氣體滲流及擴(kuò)散數(shù)學(xué)模型,確定孔隙率、粘性阻力系數(shù)和慣性阻力系數(shù)的等相關(guān)參數(shù)。利用ANSYS FLUENT軟件模擬無抽采、埋深20m、埋深60m、埋深100m四種情況下,采空區(qū)自燃帶變化規(guī)律。(3)通過現(xiàn)場(chǎng)布置測(cè)點(diǎn),采集測(cè)點(diǎn)氣樣及溫度,分析O_2、溫度的變化規(guī)律,得出在聯(lián)巷埋管抽采條件下,采空區(qū)遺煤自燃“三帶”的范圍:小于105m為散熱帶,105~270m為氧化帶,大于270m為窒息帶。與數(shù)值模擬相互驗(yàn)證,誤差在允許范圍內(nèi),表明模擬的正確性。本文主要研究?jī)?nèi)容對(duì)煤與瓦斯共存且采用聯(lián)巷埋管抽采方式的綜放工作面,提供了參考依據(jù);同時(shí),對(duì)保證采空區(qū)抽采效果,兼顧防治遺煤自燃,保障井下作業(yè)安全有序的進(jìn)行具有一定的應(yīng)用價(jià)值。圖[29]表[10]參[63]
【圖文】：

研究來不斷的完善。本章以保德煤礦 81307 工作面實(shí)際為背景，燃過程的分析，明確 8 煤自然發(fā)火特性及指標(biāo)氣體。井及工作面概況井概況德煤礦地處山西省保德縣，屬于東關(guān)、橋頭鎮(zhèn)管轄范圍。圖 2 所城東南約 13km 處，其地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 111°04′20″～111°08′30″～39°01′49″。該礦地處黃河?xùn)|岸，中南部存在季節(jié)性河流，河黃河。屬于黃土高原地帶，地貌黃土丘陵?duì)睿媳狈胶０胃哂谥袠?biāo)高+1148.1m，最低處位于朱家川溝底標(biāo)高+812.2m，最大高差 3割嚴(yán)重，山巒起伏，澗壑縱橫，植被稀少，溝谷呈南北向“V”字圍 82～146.6m。境內(nèi)公路、鐵路相通，交通便利。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)，礦井服務(wù)年限為 64.6a。

面概況07 綜放工作面屬于 8 號(hào)煤層，地面標(biāo)高為 905.9～1126 m，底696.99 m，地面對(duì)應(yīng)位置為南起深溝村，北至矸石電廠，東臨村。工作面所掘煤層為二疊紀(jì)煤層，煤巖層總體近南北，呈向，煤層傾角為 3o～6o，平均 4o左右。工作面走向長(zhǎng)度為 2245 m，設(shè)計(jì)采高為 3.6～3.8 m，放煤高度 3.0～3.2 m，采放比為 1∶面采用走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化放頂煤開采，沿 8#煤底板回 2200 m 處發(fā)育一條正斷層，斷距為 1.15 m，受斷層影響煤壁布置如圖 3 所示，81307 工作面下部共布置 81307 膠順順槽、8307 二號(hào)回順三條巷道（81307 二回進(jìn)行封閉管理）。設(shè)計(jì)為放頂用“一進(jìn)三回”、“偏 Y”型通風(fēng)方式即 81307 一回進(jìn)風(fēng)，，81回、81308 一回回風(fēng)。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD752.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 王繼仁;張英;黃戈;郝朝瑜;張春華;;采空區(qū)不同瓦斯抽采方法與自燃合理平衡的數(shù)值模擬[J];中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù);2015年08期

2 張春;題正義;李宗翔;;基于采空區(qū)漏風(fēng)量的遺煤溫度預(yù)測(cè)模擬分析[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2015年03期

3 金永飛;郭軍;文虎;劉文永;王凱;馬曉峰;;煤自燃高溫貧氧氧化燃燒特性參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J];煤炭學(xué)報(bào);2015年03期

4 汪文革;袁奎;;注氮條件下瓦斯抽采對(duì)采空區(qū)自燃“三帶”的影響[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2014年12期

5 楊明;張帆;;煤層傾角對(duì)采空區(qū)流場(chǎng)及瓦斯分布的影響研究[J];中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù);2014年11期

6 王德明;辛海會(huì);戚緒堯;竇國(guó)蘭;仲曉星;;煤自燃中的各種基元反應(yīng)及相互關(guān)系:煤氧化動(dòng)力學(xué)理論及應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年08期

7 賈海林;余明高;徐永亮;;礦井CO氣體成因類型及機(jī)理辨識(shí)分析[J];煤炭學(xué)報(bào);2013年10期

8 張玫潤(rùn);楊勝?gòu)?qiáng);程健維;宋萬新;焦?jié)h林;張淦星;;一面四巷高位瓦斯抽采及浮煤自燃耦合研究[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

9 劉星魁;劉鵬飛;朱紅青;;高位巷瓦斯抽采下采空區(qū)自燃危險(xiǎn)性數(shù)值分析及應(yīng)用[J];中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào);2012年11期

10 董鋼鋒;胡千庭;王振;石必明;;工作面采動(dòng)瓦斯流場(chǎng)分布規(guī)律研究[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2012年04期

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1 周佩玲;采空區(qū)遺煤氧化升溫時(shí)空演化機(jī)制研究[D];北京科技大學(xué);2017年

2 余陶;采空區(qū)瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害防治機(jī)理與技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

3 梁運(yùn)濤;煤自然發(fā)火期快速預(yù)測(cè)研究[D];浙江大學(xué);2010年

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1 周清清;煤自燃傾向性及阻化技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2018年

2 韓亮;煤自燃指標(biāo)氣體生成特性及內(nèi)在規(guī)律性研究[D];太原理工大學(xué);2017年

3 李云飛;長(zhǎng)期水浸風(fēng)干焦煤自燃特性及參數(shù)實(shí)驗(yàn)研究[D];太原理工大學(xué);2017年

4 郭英;硫磺溝煤礦采空區(qū)瓦斯與煤自燃災(zāi)害協(xié)同防控技術(shù)研究[D];西安科技大學(xué);2017年

5 劉庚;高位鉆孔瓦斯抽放條件下采空區(qū)浮煤自燃影響效應(yīng)研究[D];西安科技大學(xué);2016年

6 朱東明;煤自燃標(biāo)志性氣體實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用研究[D];河北工程大學(xué);2016年

7 陳軍朝;煤自燃影響因素的實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2016年

8 劉立立;九道嶺礦綜放采空區(qū)防滅火數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2013年

9 代中元;基于FLUENT的某型號(hào)板翅式換熱器的性能數(shù)值模擬及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];武漢理工大學(xué);2013年

10 顧潤(rùn)紅;綜放采空區(qū)3D空間非線性滲流及瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2699471