礦井瓦斯和煤層自燃是嚴重威脅煤礦井下安全生產(chǎn)的兩大主要災(zāi)害。特別對于高瓦斯易自燃礦井，往往在解決瓦斯的同時，由于瓦斯抽采，造成采空區(qū)漏風加劇，引發(fā)采空區(qū)破裂遺煤自燃；同時由于采空區(qū)浮煤的自燃，在采空區(qū)局部形成了“內(nèi)生火風壓”，進而加劇了采空區(qū)浮煤自燃的供氧動力。另一方面，由于煤自燃又成為瓦斯燃燒和爆炸的引火源，嚴重地影響瓦斯的安全抽采。本文將以耿村礦U+Ⅰ型瓦斯抽采系統(tǒng)為研究對象，首先從理論上對采空區(qū)上覆煤巖裂隙發(fā)育規(guī)律及其影響空間區(qū)域進行分析；通過對漏風通道的形成模式、機理的研究，分析抽采負壓對采空區(qū)三維空間流場的分布影響及內(nèi)生火風壓對采空區(qū)浮煤自燃的供氧動力影響，并利用SF6實測采空區(qū)漏風量及漏風通道分布形態(tài)，定量分析采空區(qū)漏風量。為了進一步了解在立體瓦斯抽采系統(tǒng)下對采空區(qū)風流運移情況的影響，利用計算機模擬手段，模擬在高抽巷抽采條件下采空區(qū)立體風流場，并且根據(jù)采空區(qū)易于自然發(fā)火漏風極限空間分布特征，來優(yōu)化不易引起浮煤自然發(fā)火的卸壓瓦斯抽采技術(shù)參數(shù)。同時，建立抽采負壓及內(nèi)生火風壓對漏風影響數(shù)學模型，并分析瓦斯抽采條件下采空區(qū)浮煤自燃漏風動力效應(yīng)，最后確立瓦斯抽采對浮煤自燃供氧動力體系... 

【文章來源】：河南理工大學河南省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 研究意義及目的
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高抽巷破壞變形及抽采參數(shù)研究
        1.2.2 上覆巖層裂隙形成和發(fā)育的研究
        1.2.3 抽采條件對瓦斯運移和風流影響研究
        1.2.4 瓦斯抽采對煤自燃供氧動力的研究
    1.3 選題的提出及其意義
    1.4 課題的研究任務(wù)
    1.5 本文研究的技術(shù)路線
2 耿村礦綜采面開采技術(shù)條件
    2.1 13190 綜采面概況
    2.2 13190 工作面瓦斯涌出與瓦斯治理技術(shù)現(xiàn)狀
    2.3 工作面火災(zāi)防治與治理現(xiàn)狀
3 U+Ⅰ型瓦斯抽采裂隙發(fā)育特征研究
    3.1 工作面礦壓及裂隙演化特征及規(guī)律
        3.1.1 礦山壓力概念
        3.1.2 工作面礦山壓力表現(xiàn)形式
        3.1.3 影響采場礦山壓力顯現(xiàn)的主要因素
        3.1.4 23煤層上覆巖層特征分析
        3.1.5 上覆巖層應(yīng)力分布
        3.1.6 回采工作面上覆巖層裂隙演化規(guī)律
    3.2 裂隙場分布及漏風通道的形成模式、機理
        3.2.1 上覆巖層橫三區(qū)、豎三帶分布規(guī)律
        3.2.2 工作面裂隙場分布
        3.2.3 漏風通道的形成
    3.3 本章小結(jié)
4 基于示蹤氣體 SF6采空區(qū)漏風通道定性識別
    4.1 示蹤氣體檢測原理
    4.2 示蹤氣體釋放及測量設(shè)備
        4.2.1 SF_6氣體連續(xù)穩(wěn)定定量釋放裝置
        4.2.2 SF_6示蹤氣體檢測使用方法
    4.3 漏風測定重要參數(shù)的確定
        4.3.1 最短采樣距離的確定
        4.3.2 采樣時間的確定
        4.3.3 SF_6釋放量的確定
    4.4 采空區(qū)漏風測定
        4.4.1 工作面漏風測定過程
        4.4.2 檢測結(jié)果及分析
    4.5 本章小結(jié)
5 抽采負壓條件下采空區(qū)漏風流場研究
    5.1 立體瓦斯抽采系統(tǒng)下的采空區(qū)漏風模擬研究
        5.1.1 采空區(qū)風流運移數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)
        5.1.2 數(shù)值分析模型建立
        5.1.3 滲透率分布規(guī)律
    5.2 立體瓦斯抽采系統(tǒng)下的采空區(qū)漏風規(guī)律
        5.2.1 立體瓦斯抽采系統(tǒng)下的采空區(qū)漏風規(guī)律模擬分析
        5.2.2 立體瓦斯抽采系統(tǒng)下的采空區(qū)漏風規(guī)律
    5.3 易于采空區(qū)自然發(fā)火的漏風極限分布
        5.3.1 易于自然發(fā)火極限漏風量的確定
        5.3.2 綜合因素分析卸壓瓦斯抽采參數(shù)
    5.4 本章小結(jié)
6 瓦斯抽采對采空區(qū)漏風供氧形成機理研究
    6.1 基于漏風供氧動力數(shù)學模型的建立
        6.1.1 煤巖冒落裂隙滲流理論
        6.1.2 非線性滲流數(shù)學模型
        6.1.3 建立內(nèi)生火風壓物理模型及計算數(shù)學模型
    6.2 瓦斯抽采條件下采空區(qū)浮煤自燃漏風動力效應(yīng)分析
    6.3 基于高抽巷氣體異常變化規(guī)律檢驗高抽巷布置的合理性
        6.3.1 高抽巷數(shù)據(jù)監(jiān)測及相關(guān)性分析
        6.3.2 基于最大相關(guān)系數(shù)對“三帶”位置研究
        6.3.3 基于巖層破斷規(guī)律分析其氣體異常變化
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 存在的問題和展望
參考文獻
作者簡歷
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3289224