以烏蘭煤礦Ⅱ020803工作面為背景,采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐等手段對(duì)采空區(qū)瓦斯與遺煤自燃耦合災(zāi)害防控進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明:瓦斯爆炸三角形區(qū)域主要位于工作面及沿空留巷區(qū)域,位于該區(qū)域混合氣體濃度適宜,一旦遇到有足夠能量的點(diǎn)火源時(shí),就有可能發(fā)生爆炸。當(dāng)同層位的采空區(qū)氧化帶范圍和可爆區(qū)域范圍重合區(qū)域內(nèi)遺煤發(fā)生氧化發(fā)應(yīng)時(shí),會(huì)使煤體及其周?chē)鷾囟壬?一旦超過(guò)CH₄著火點(diǎn)溫度時(shí),就會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸。采用高位瓦斯抽放與防滅火一體化鉆孔及采空區(qū)動(dòng)態(tài)隔離控制技術(shù)可使工作面隅角CO濃度、CH₄濃度呈現(xiàn)下降趨勢(shì),可有效防控工作面瓦斯爆炸與煤自燃耦合災(zāi)害。

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【部分圖文】：

圖1 瓦斯爆炸三角形分區(qū)圖

瓦斯發(fā)生爆炸需滿足3個(gè)條件，分別為可爆范圍內(nèi)的瓦斯、充足的氧氣和一定能量的引燃火源。當(dāng)采空區(qū)內(nèi)存在大量CH4時(shí)，根據(jù)瓦斯爆炸理論，在20℃、壓力為101.3kPa時(shí)，CH4爆炸上限為15%，爆炸下限為5%。根據(jù)混合氣體中CH4濃度和混合氣體中O2濃度將瓦斯爆炸區(qū)域劃分為5個(gè)區(qū)，....

圖2 三維物理模型圖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，建立物理模型，對(duì)工作面開(kāi)采過(guò)程中爆炸區(qū)域的情況進(jìn)行模擬，所建的物理模型如圖2。根據(jù)瓦斯爆炸三角形區(qū)域，并結(jié)合所模擬的采空區(qū)氣體濃度分布情況，對(duì)采空區(qū)內(nèi)可爆區(qū)域進(jìn)行劃分。采空區(qū)垂直高度分別為z=0.5m、z=6m、z=12m、z=18m等情況下可爆區(qū)域的劃分....

圖3 可爆區(qū)域劃分

由圖3(a）可以看出，在距采空區(qū)底板0.5m的高度上，采空區(qū)內(nèi)可爆區(qū)域與工作面相距9～38m，該區(qū)域?qū)挾燃s為29m。在鄰近沿空留巷區(qū)域，氧化帶區(qū)域與沿空留巷相距12～37.5m。通過(guò)對(duì)圖3(a）～圖3(d）進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，隨著層位高度的不斷增加，采空區(qū)內(nèi)可爆區(qū)域范圍不斷....

圖4 工作面動(dòng)態(tài)隔離系統(tǒng)鉆孔布置示意圖

對(duì)工作面隅角注防滅火材料工藝進(jìn)行改進(jìn)，采用工作面采空區(qū)動(dòng)態(tài)隔離防治技術(shù)。向液壓支架間隙內(nèi)注入高分子材料，對(duì)間隙進(jìn)行充填。當(dāng)鉆孔終端與采空區(qū)底板間距為2m時(shí)，采用間隔式壓注的方法，利用充填材料黏結(jié)較好的特性，使采空區(qū)后方垮落矸石形成封堵墻。在工作面周期來(lái)壓期間，向鉆孔內(nèi)壓注充填材....

本文編號(hào)：4041069