基于響應(yīng)曲面法的遺煤自燃分析與研究
發(fā)布時間：2021-07-22 16:30
為研究高瓦斯易自燃煤層不同供風量、高抽巷抽采流量、低抽巷抽采流量3因素對采空區(qū)自燃"三帶"分布影響規(guī)律,選取陽煤五礦8406工作面為研究對象,在數(shù)值模擬研究基礎(chǔ)上,采用Design Expert軟件進行Box-Behnken試驗設(shè)計,構(gòu)建采空區(qū)氧化升溫帶寬度在3因素、3水平條件下的二次回歸響應(yīng)曲面模型,并對不同條件下采空區(qū)氧化升溫帶寬度進行預(yù)測與分析。結(jié)果表明:二次回歸方程P值為0.001 6,預(yù)測模型顯著,模型的失擬項為0.606 3,不顯著,回歸方程具有統(tǒng)計學意義;當供風量為1 500～2 000 m3/min,低抽流量為450～650 m3/min,高抽流量為100～200 m3/min時,對氧化升溫帶寬度一次項重要度排序為C（高抽巷抽采流量）>A（供風量）>B（低抽巷抽采流量）,二次項重要度排序為AC（供風量和高抽巷抽采流量）>AB（供風量和低抽巷抽采流量）>BC（低抽巷抽采流量和高抽巷抽采流量）,且AB,AC,BC之間均無交互作用。
【文章來源】：中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2020,16(10)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
8406工作面巷道布置
表1 模型幾何參數(shù)Table 1 Geometric parameters of model 部位名稱 巷道規(guī)格(X×Y×Z)/m 工作面 8×194.4×2.8 采空區(qū) 200×194.4×75 進風巷 30×5×3.2 回風巷 30×4.6×3.2 高抽巷 38×2.6×2.7 低抽巷 38×3.8×2.82.2 自燃“三帶”劃分
由表7可知,一次項對氧化升溫帶寬度大小影響程度為C(高抽巷抽采流量)>A(供風量)>B(低抽巷抽采流量)。二次項對氧化升溫帶寬度大小影響程度為AC(供風量和高抽巷抽采流量)>AB(供風量和低抽巷抽采流量)>BC(低抽巷抽采流量和高抽巷抽采流量),因此通過回歸方程作出氧化升溫帶寬度的響應(yīng)曲面圖及其等高線如圖3所示。圖3表明了供風量和高抽流量對氧化升溫帶寬度的交互影響程度。從等高線圖可以直觀地看出2因素的交互作用較顯著,因為等高線的形狀可以直觀反映出交互效應(yīng)的強弱,圓形表示2因素交互作用不顯著,而橢圓形則與之相反。從等高線圖中分析得出,在供風量一定的情況下,高抽巷抽采流量越大氧化升溫帶寬度越大,氧化升溫帶寬度隨高抽巷抽采流量流量增加明顯,因此可以適當降低高抽巷抽采流量。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定瓦斯尾巷作為瓦斯抽巷時,巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛炔荒艹^2.5%,因此設(shè)置高抽巷抽采流量最低為120 m3/min。由圖3可知,為防止遺煤自燃,高抽巷抽采流量應(yīng)小于200 m3/min。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高瓦斯易自燃煤層高抽巷瓦斯抽采與浮煤自燃耦合研究[J]. 杜瀚林,于貴生. 煤礦安全. 2019(12)
[2]高位鉆孔抽采對遺煤自燃影響的數(shù)值模擬研究[J]. 王政,李宗翔. 礦業(yè)安全與環(huán)保. 2017(04)
[3]高瓦斯綜采工作面頂板走向高抽巷布置研究[J]. 李勝,畢慧杰,羅明坤,蘭天偉,張浩浩. 煤炭科學技術(shù). 2017(07)
[4]高瓦斯易自燃工作面高抽巷瓦斯抽采與采空區(qū)遺煤自燃相互影響研究[J]. 肖峻峰,樊世星,盧平,余陶. 中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2016(02)
[5]高抽巷抽放條件下綜放工作面采空區(qū)自燃危險區(qū)域劃分[J]. 宣德全,兀帥東,曹拓拓,項冬冬. 煤礦安全. 2014(10)
[6]綜放面采空區(qū)氧化帶分布規(guī)律的CFD模擬[J]. 時國慶,王德明,仲曉星,汪月偉,顧俊杰. 采礦與安全工程學報. 2010(04)
[7]基于FLUENT的采空區(qū)流場數(shù)值模擬分析及實踐[J]. 褚廷湘,余明高,楊勝強,潘榮錕. 河南理工大學學報(自然科學版). 2010(03)
[8]基于FLUENT對采空區(qū)氧氣濃度場的數(shù)值模擬[J]. 時國慶,王德明,奚志林,鄧小林. 煤炭科學技術(shù). 2009(06)
博士論文
[1]高瓦斯易自燃采空區(qū)流場特征及遺煤氧化特性研究[D]. 余照陽.中國礦業(yè)大學 2018
碩士論文
[1]高抽巷抽采條件下采空區(qū)瓦斯與煤自燃耦合災(zāi)害的研究[D]. 信亞男.中國礦業(yè)大學 2019
[2]高瓦斯易自燃采空區(qū)瓦斯與遺煤自燃共生災(zāi)害研究[D]. 樊世星.安徽建筑大學 2016
[3]淮南煤礦新區(qū)采空區(qū)瓦斯抽放方法分析[D]. 李曉泉.廣西大學 2007
[4]綜放采空區(qū)抽放條件下漏風流場數(shù)值模擬研究[D]. 朱毅.西安科技大學 2006
本文編號：3297495
【文章來源】：中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2020,16(10)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
8406工作面巷道布置
表1 模型幾何參數(shù)Table 1 Geometric parameters of model 部位名稱 巷道規(guī)格(X×Y×Z)/m 工作面 8×194.4×2.8 采空區(qū) 200×194.4×75 進風巷 30×5×3.2 回風巷 30×4.6×3.2 高抽巷 38×2.6×2.7 低抽巷 38×3.8×2.82.2 自燃“三帶”劃分
由表7可知,一次項對氧化升溫帶寬度大小影響程度為C(高抽巷抽采流量)>A(供風量)>B(低抽巷抽采流量)。二次項對氧化升溫帶寬度大小影響程度為AC(供風量和高抽巷抽采流量)>AB(供風量和低抽巷抽采流量)>BC(低抽巷抽采流量和高抽巷抽采流量),因此通過回歸方程作出氧化升溫帶寬度的響應(yīng)曲面圖及其等高線如圖3所示。圖3表明了供風量和高抽流量對氧化升溫帶寬度的交互影響程度。從等高線圖可以直觀地看出2因素的交互作用較顯著,因為等高線的形狀可以直觀反映出交互效應(yīng)的強弱,圓形表示2因素交互作用不顯著,而橢圓形則與之相反。從等高線圖中分析得出,在供風量一定的情況下,高抽巷抽采流量越大氧化升溫帶寬度越大,氧化升溫帶寬度隨高抽巷抽采流量流量增加明顯,因此可以適當降低高抽巷抽采流量。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定瓦斯尾巷作為瓦斯抽巷時,巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛炔荒艹^2.5%,因此設(shè)置高抽巷抽采流量最低為120 m3/min。由圖3可知,為防止遺煤自燃,高抽巷抽采流量應(yīng)小于200 m3/min。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高瓦斯易自燃煤層高抽巷瓦斯抽采與浮煤自燃耦合研究[J]. 杜瀚林,于貴生. 煤礦安全. 2019(12)
[2]高位鉆孔抽采對遺煤自燃影響的數(shù)值模擬研究[J]. 王政,李宗翔. 礦業(yè)安全與環(huán)保. 2017(04)
[3]高瓦斯綜采工作面頂板走向高抽巷布置研究[J]. 李勝,畢慧杰,羅明坤,蘭天偉,張浩浩. 煤炭科學技術(shù). 2017(07)
[4]高瓦斯易自燃工作面高抽巷瓦斯抽采與采空區(qū)遺煤自燃相互影響研究[J]. 肖峻峰,樊世星,盧平,余陶. 中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2016(02)
[5]高抽巷抽放條件下綜放工作面采空區(qū)自燃危險區(qū)域劃分[J]. 宣德全,兀帥東,曹拓拓,項冬冬. 煤礦安全. 2014(10)
[6]綜放面采空區(qū)氧化帶分布規(guī)律的CFD模擬[J]. 時國慶,王德明,仲曉星,汪月偉,顧俊杰. 采礦與安全工程學報. 2010(04)
[7]基于FLUENT的采空區(qū)流場數(shù)值模擬分析及實踐[J]. 褚廷湘,余明高,楊勝強,潘榮錕. 河南理工大學學報(自然科學版). 2010(03)
[8]基于FLUENT對采空區(qū)氧氣濃度場的數(shù)值模擬[J]. 時國慶,王德明,奚志林,鄧小林. 煤炭科學技術(shù). 2009(06)
博士論文
[1]高瓦斯易自燃采空區(qū)流場特征及遺煤氧化特性研究[D]. 余照陽.中國礦業(yè)大學 2018
碩士論文
[1]高抽巷抽采條件下采空區(qū)瓦斯與煤自燃耦合災(zāi)害的研究[D]. 信亞男.中國礦業(yè)大學 2019
[2]高瓦斯易自燃采空區(qū)瓦斯與遺煤自燃共生災(zāi)害研究[D]. 樊世星.安徽建筑大學 2016
[3]淮南煤礦新區(qū)采空區(qū)瓦斯抽放方法分析[D]. 李曉泉.廣西大學 2007
[4]綜放采空區(qū)抽放條件下漏風流場數(shù)值模擬研究[D]. 朱毅.西安科技大學 2006
本文編號：3297495
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