易自燃煤層沿空掘進(jìn)煤炭自燃是煤礦主要災(zāi)害之一,,嚴(yán)重影響著煤礦的安全生產(chǎn)。準(zhǔn)確的推斷沿空掘進(jìn)煤炭自燃的危險(xiǎn)區(qū)域,預(yù)測煤自燃的發(fā)火期及高溫點(diǎn)的分布,對指導(dǎo)煤礦防滅火和安全生產(chǎn)具有極其重要的意義。本文首先研究了五溝煤礦焦煤的結(jié)構(gòu)對煤炭自燃的影響,并進(jìn)行了煤的吸氧實(shí)驗(yàn)研究,定量的測算出不同溫度條件下煤的吸氧量及溫度與吸氧量之間的關(guān)系,進(jìn)一步分析了沿空側(cè)遺煤熱量積聚過程及其影響因素。其次,建立沿空巷道煤層自然發(fā)火區(qū)域的數(shù)學(xué)模型,并用FORTRAN語言編制了解算程序,模擬煤柱在礦壓作用下壓裂破壞情況對煤炭自燃的影響,結(jié)果表明,煤柱的不完整性是導(dǎo)致采空區(qū)遺煤自燃的主要影響因素之一。最后,依據(jù)1021風(fēng)巷實(shí)際,以沿空煤柱作為研究對象,在煤柱側(cè)設(shè)計(jì)測溫鉆孔,利用熱電偶現(xiàn)場測溫,得出了沿空煤柱鉆孔平均溫度約為26℃,在一定時(shí)間內(nèi),各鉆孔煤溫基本保持在較小范圍內(nèi)變化。通過對沿空煤柱的研究分析,基本掌握了沿空掘進(jìn)過程中煤炭自然發(fā)火的危險(xiǎn)區(qū)域及高溫點(diǎn)分布的特征。根據(jù)現(xiàn)場煤柱溫度的實(shí)測及1017采空區(qū)周圍巷道位能的測定,較準(zhǔn)確的分析出煤柱高溫點(diǎn)位置及周圍巷道漏風(fēng)分布,同時(shí),運(yùn)用數(shù)值模擬的方法預(yù)測出了小煤柱的不同... 

【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 問題的提出
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 沿空掘進(jìn)概述
        1.2.2 煤炭自然發(fā)火機(jī)理概論
        1.2.3 沿空掘進(jìn)煤炭自燃影響因素
        1.2.4 沿空掘進(jìn)煤自燃發(fā)火研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容和方法
2 煤的結(jié)構(gòu)特征與低溫氧化研究
    2.1 煤樣的工業(yè)分析
    2.2 煤的物理結(jié)構(gòu)分析
        2.2.1 煤的表面結(jié)構(gòu)概述
        2.2.2 煤的孔隙結(jié)構(gòu)與低溫氧化的關(guān)系
    2.3 煤的低溫氧化特性分析
        2.3.1 煤對氧氣的吸附特性
        2.3.2 煤的物理吸附氧實(shí)驗(yàn)
        2.3.3 煤的吸氧量與低溫氧化的關(guān)系
    2.4 本章小結(jié)
3 沿空掘進(jìn)煤炭自燃及其影響因素分析
    3.1 沿空煤柱破裂影響因素分析
    3.2 沿空煤柱的升溫條件
        3.2.1 松散煤體的放熱量
        3.2.2 松散煤體中的熱量傳遞方程
    3.3 溫度對煤炭自燃的影響
    3.4 漏風(fēng)強(qiáng)度對熱量積聚過程的影響
    3.5 氧濃度對煤炭自熱的影響
    3.6 空隙率對煤炭自熱的影響
    3.7 本章小結(jié)
4 沿空掘進(jìn)煤炭自燃數(shù)值模擬分析
    4.1 初始條件
    4.2 建立數(shù)學(xué)模型
    4.3 計(jì)算區(qū)域
    4.4 數(shù)值模擬程序框圖
    4.5 數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
5 沿空掘進(jìn)煤炭自燃現(xiàn)場試驗(yàn)研究
    5.1 現(xiàn)場試驗(yàn)概況
    5.2 煤柱測溫預(yù)報(bào)自燃發(fā)火
        5.2.1 鉆孔及封孔施工方案
        5.2.2 測溫系統(tǒng)的選擇
        5.2.3 熱電偶測溫探頭的布置
        5.2.4 煤柱溫度測定結(jié)果分析
    5.3 1017采空區(qū)周圍巷道位能測定分析
        5.3.1 測定儀器
        5.3.2 測點(diǎn)路線及主要計(jì)算公式
        5.3.3 測點(diǎn)的布置及測定結(jié)果
        5.3.4 位能測定結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 沿空掘進(jìn)煤炭自燃防治技術(shù)研究
    6.1 煤自燃防火技術(shù)概況
    6.2 沿空巷道煤自燃發(fā)火危險(xiǎn)區(qū)域預(yù)測
        6.2.1 沿空巷道煤自然區(qū)域
        6.2.2 沿空巷道自然發(fā)火判定依據(jù)
    6.3 防止漏風(fēng)和煤柱溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測
    6.4 加強(qiáng)重點(diǎn)區(qū)域管理
        6.4.1 局部噴漿
        6.4.2 局部注凝膠滅火
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]沿空巷破碎煤體自燃耗氧及升溫特征數(shù)值模擬[J]. 朱紅青,劉鵬飛,劉星魁,王海燕.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2011(11)
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[7]變溫條件下煤結(jié)構(gòu)與吸氧量的關(guān)系[J]. 何啟林,王德明,陸偉,周福寶.  煤炭學(xué)報(bào). 2007(08)
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[9]煤水分含量對煤吸氧量與放熱量影響的測定[J]. 何啟林,王德明.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(03)
[10]石灰凝膠阻化劑防滅火技術(shù)在高硫礦的應(yīng)用研究[J]. 蔣仲安,杜翠鳳,何理,何卓軍,張文德,張金良,金才正.  中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2003(10)

博士論文
[1]煤自燃過程的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D]. 文虎.西安科技大學(xué) 2003

碩士論文
[1]未壓實(shí)采空區(qū)沿空掘巷防滅火技術(shù)研究[D]. 葉敏.安徽理工大學(xué) 2006



本文編號：3275503