作為礦井五大災(zāi)害之一,火災(zāi)給我國的煤炭開采帶來了嚴(yán)重安全隱患,采空區(qū)浮煤自燃尤為嚴(yán)重,而且大多數(shù)的礦井采空區(qū)都存在著浮煤自燃的危險。為了實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效,大多礦井在開采較厚煤層時都選擇綜采放頂煤的開采技術(shù)。由于開采煤層厚度較大,加之其特殊放頂煤工藝,使得兩道附近數(shù)米范圍內(nèi)的頂煤回采率較低,遺煤量較大,是煤自燃的多發(fā)地。因此,判定綜放工作面采空區(qū)浮煤自燃危險區(qū)域的位置在防滅工作中就顯得尤為重要。本論文以崔木煤礦21305工作面為研究對象,從綜放工作面采空區(qū)浮煤自燃的特點(diǎn)出發(fā),采用實(shí)驗(yàn)研究、現(xiàn)場觀測和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對其采空區(qū)進(jìn)行危險區(qū)域判定研究。首先,通過大型煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)臺對煤樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,測定出自燃的極限參數(shù)與最短發(fā)火期;其次,通過現(xiàn)場觀測并結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)狀況,確定采空區(qū)浮煤厚度、氧濃度和漏風(fēng)強(qiáng)度的分布;結(jié)合實(shí)驗(yàn)得到的自燃極限參數(shù),得出在注氮條件下崔木煤礦21305綜放工作面采空區(qū)煤自燃危險區(qū)域的判定以及工作面最小安全推進(jìn)速度;最后,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù),運(yùn)用ANSYS FLUENT 14.5建立采空區(qū)的三維數(shù)學(xué)模型,并對其進(jìn)行注氮與不注氮兩種條件下的解算,得出氧濃度與漏風(fēng)強(qiáng)度的分布圖... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題的背景及研究的意義
        1.1.1 選題的背景
        1.1.2 選題目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤自燃機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 煤自燃特性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 煤自燃危險區(qū)域判定研究現(xiàn)狀
        1.2.4 采空區(qū)自然發(fā)火數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 研究方法及技術(shù)路線
2 崔木礦綜放面煤自燃影響因素及特點(diǎn)
    2.1 礦井概況
        2.1.1 礦井位置及煤層
        2.1.2 工作面概況
    2.2 崔木礦綜放面煤自燃影響因素分析
        2.2.1 煤體粒度對其自然發(fā)火的影響
        2.2.2 空隙率對浮煤自燃的影響
        2.2.3 漏風(fēng)強(qiáng)度對浮煤自燃的影響
    2.3 崔木礦綜放面煤自然發(fā)火特點(diǎn)分析
    2.4 本章小結(jié)
3 煤自燃特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)測定
    3.1 實(shí)驗(yàn)臺整體結(jié)構(gòu)
        3.1.1 爐體結(jié)構(gòu)
        3.1.2 供風(fēng)系統(tǒng)
        3.1.3 氣體采集與分析
    3.2 實(shí)驗(yàn)條件
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
4 崔木煤礦21305工作面現(xiàn)場觀測及危險區(qū)域劃分
    4.1 崔木煤礦21305工作面現(xiàn)場觀測
        4.1.1 測點(diǎn)的布置與測試
        4.1.2 采空區(qū)浮煤分布狀況
        4.1.3 采空區(qū)氧氣濃度分布規(guī)律
        4.1.4 采空區(qū)漏風(fēng)強(qiáng)度分布規(guī)律
    4.2 崔木礦21305工作面采空區(qū)“三帶”劃分
        4.2.1 采空區(qū)遺煤自燃“三帶”劃分條件
        4.2.2 崔木煤礦21305綜放工作面采空區(qū)在注氮條件下自燃危險區(qū)域劃分
    4.3 崔木煤礦21305綜放工作面采空區(qū)在注氮條件下的極限推進(jìn)速度
    4.4 本章小結(jié)
5 綜放采空區(qū)數(shù)學(xué)模型及數(shù)值模擬研究
    5.1 綜放面采空區(qū)氣體滲流數(shù)學(xué)模型
        5.1.1 采空區(qū)氣體滲流控制方程
        5.1.2 采空區(qū)氧濃度場數(shù)學(xué)模型
    5.2 綜放面采空區(qū)滲流參數(shù)
        5.2.1 采空區(qū)空隙率分布
        5.2.2 采空區(qū)滲透率分布
    5.3 綜放面采空區(qū)氣體滲流預(yù)測模型
        5.3.1 滲流及計算區(qū)域
        5.3.2 邊界條件的設(shè)定
    5.4 綜放工作面采空區(qū)數(shù)值模擬三維模型及參數(shù)設(shè)置
        5.4.1 采空區(qū)三維建模及參數(shù)設(shè)置
        5.4.2 參數(shù)設(shè)置
    5.5 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
        5.5.1 崔木礦21305綜放面注氮條件下采空區(qū)數(shù)值模擬
        5.5.2 崔木礦21305綜放面不注氮條件下采空區(qū)數(shù)值模擬
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3404754