發(fā)布時間：2017-06-02 06:18

  本文關鍵詞：大黃山礦采空區(qū)自燃“三帶”數(shù)值模擬及注氮防治研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：長久以來,礦井火災都是煤礦安全生產(chǎn)工作中所面臨的重要問題,尤其是在厚煤層的開采過程中顯得極為重要。厚煤層開采過程的主要采煤工藝是綜采加放頂煤,相對于其它采煤工藝,這種采煤工藝的特點是工作面產(chǎn)量大,采空區(qū)的遺煤和殘煤比較多,堆積較厚。這就為采空區(qū)煤體的蓄熱提供了良好的物質(zhì)條件,再加上采空區(qū)漏風等因素的影響,采空區(qū)煤層發(fā)生自然發(fā)火的可能性就大大增加。所以,對采空區(qū)自燃“三帶”的研究對礦井火災的防治具有非常重要的意義。 本文以新疆豫新煤業(yè)大黃山礦+735工作面的實際條件為基礎,對+735工作面采空區(qū)的自燃“三帶”范圍和注氮防火技術(shù)進行了研究,本文研究的主要內(nèi)容如下： 首先,本文介紹了工作面采空區(qū)的環(huán)境特點,研究了采空區(qū)的上覆頂板特性和采空區(qū)煤巖的碎脹性和滲透性等特點,并對采空區(qū)煤炭自燃理論和采空區(qū)自燃“三帶”的劃分條件進行了介紹。 其次,根據(jù)非均質(zhì)滲流連續(xù)性方程、多組分氣體混溶擴散方程和多孔介質(zhì)的理論,結(jié)合+735工作面的實際條件,建立采空區(qū)的物理和數(shù)學模型。 然后,根據(jù)采空區(qū)內(nèi)的氧氣濃度指標和漏風風速指標,利用FLUENT數(shù)值模擬軟件對+735工作面采空區(qū)自燃“三帶”的范圍進行了劃分,并對采空區(qū)的自燃“三帶”特點進行了研究和分析。為了驗證數(shù)值模擬的效果,將工作面現(xiàn)場束管監(jiān)測系統(tǒng)采集得到的數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬的結(jié)果做了對比分析,得出數(shù)值模擬結(jié)果和實測結(jié)果是一致的。 最后,對+735工作面的注氮工藝進行了設計,分析了注氮后采空區(qū)內(nèi)氣體濃度的變化規(guī)律,利用FLUENT軟件對注氮后采空區(qū)自燃“三帶”的范圍進行了模擬。通過對注氮前后采空區(qū)自燃“三帶”的變化規(guī)律進行對比分析,證明該工作面采用注氮法能夠降低采空區(qū)氧氣的濃度,減少氧化升溫帶的寬度,從而有效的防止采空區(qū)煤炭自燃。 通過對大黃山煤礦+735工作面采空區(qū)自燃“三帶”變化規(guī)律的研究,能夠為+735工作面采空區(qū)火災的預防提供一定的理論支持,從而保證該礦采煤工作安全高效的進行。
【關鍵詞】：采空區(qū) 自燃“三帶” 數(shù)值模擬 注氮
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD752.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 選題的背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)12-16
• 1.2.1 采空區(qū)自燃“三帶”劃分理論研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 采空區(qū)自燃“三帶”數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 采空區(qū)漏風規(guī)律和滲流規(guī)律研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.4 采空區(qū)注氮防治遺煤自燃研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容16-17
• 1.4 論文研究的技術(shù)路線17-19
• 第二章 采空區(qū)的環(huán)境特點及自燃“三帶”劃分理論與分析19-37
• 2.1 采空區(qū)煤炭自燃理論19-23
• 2.1.1 煤炭自燃機理及條件19
• 2.1.2 煤炭自燃的影響因素19-23
• 2.2 采空區(qū)的環(huán)境特征23-30
• 2.2.1 采空區(qū)頂板“三帶”介紹23-25
• 2.2.2 采空區(qū)煤巖體碎脹性分析25-27
• 2.2.3 采空區(qū)滲透性分析27-30
• 2.3 采空區(qū)自燃“三帶”劃分理論與分析30-35
• 2.3.1 采空區(qū)浮煤自燃極限條件30-33
• 2.3.2 采空區(qū)自燃“三帶”劃分條件33-34
• 2.3.3 采空區(qū)自燃“三帶”劃分指標34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 第三章 采空區(qū)物理及數(shù)學控制模型的建立37-49
• 3.1 采空區(qū)物理模型的建立37
• 3.2 采空區(qū)控制微分方程及其意義37-42
• 3.2.1 控制微分方程的理論意義37-39
• 3.2.2 采空區(qū)內(nèi)部控制微分方程的建立39-42
• 3.3 采空區(qū)氣體流動數(shù)學模型的建立42-47
• 3.3.1 滲流方程43-44
• 3.3.2 采空區(qū)氣體流動方程44-46
• 3.3.3 采空區(qū)內(nèi)氣體流動控制微分方程的定解條件46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第四章 采空區(qū)自燃“三帶”劃分的數(shù)值模擬研究49-73
• 4.1 礦井及工作面概況49-52
• 4.1.1 豫新煤業(yè)大黃山礦基本情況49-51
• 4.1.2 +735綜放面概況51-52
• 4.2 FLUENT軟件簡介52-54
• 4.2.1 FLUENT軟件介紹52-53
• 4.2.2 FLUENT的功能模塊和使用流程53-54
• 4.3 采空區(qū)自燃“三帶”數(shù)值模擬54-61
• 4.3.1 幾何模型的建立54-57
• 4.3.2 模擬參數(shù)的設定57-58
• 4.3.3 模擬結(jié)果及分析58-61
• 4.4 現(xiàn)場數(shù)據(jù)實測61-72
• 4.4.1 工作面現(xiàn)場實測方法61-62
• 4.4.2 現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)處理和分析62-71
• 4.4.3 實測結(jié)果和模擬結(jié)果對比分析71
• 4.4.4 工作面最小安全推進速度71-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 第五章 +735工作面注氮技術(shù)設計和“三帶”變化規(guī)律73-83
• 5.1 采空區(qū)注氮防滅火原理73-74
• 5.2 采空區(qū)注氮防滅火方案設計74-78
• 5.2.1 注氮線路及管路參數(shù)74
• 5.2.2 注氮流量計算74-76
• 5.2.3 制氮設備76-77
• 5.2.4 注氮位置77-78
• 5.2.5 注氮工藝要求78
• 5.3 連續(xù)注氮條件下采空區(qū)內(nèi)氣體變化分析78-80
• 5.3.1 采空區(qū)N_2濃度變化分析78-79
• 5.3.2 采空區(qū)O_2濃度變化分析79-80
• 5.4 連續(xù)注氮條件下的自燃“三帶”數(shù)值模擬及對比分析80-81
• 5.5 注氮防滅火效果評價81-82
• 5.6 本章小結(jié)82-83
• 第六章 結(jié)論與展望83-85
• 6.1 主要結(jié)論83-84
• 6.2 不足與展望84-85
• 參考文獻85-89
• 致謝89-91
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關鍵詞：大黃山礦采空區(qū)自燃“三帶”數(shù)值模擬及注氮防治研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：414455