本文關(guān)鍵詞：高位鉆孔抽采對(duì)采空區(qū)自然發(fā)火的影響研究

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【摘要】：煤層瓦斯和煤炭自然發(fā)火造成每年有數(shù)千萬多噸的煤炭資源被損失,這成為制約世界煤炭生產(chǎn)發(fā)展的重大因素。為防止瓦斯積聚,引起爆炸,采用高位鉆孔抽放煤層瓦斯,但在抽放過程中,必然會(huì)增加采空區(qū)漏風(fēng),影響采空區(qū)自燃“三帶”分布,為采空區(qū)內(nèi)遺煤自燃的正常判定增加難度。因此,結(jié)合宣東礦Ⅲ3303采面的實(shí)際情況,采用數(shù)值模擬的方法,對(duì)高位鉆孔條件下采空區(qū)遺煤自燃進(jìn)行研究。通過對(duì)煤的自燃的理論分析,深入了解了采空區(qū)瓦斯抽放與自燃耦合理論。從瓦斯的抽采和滲流理論提出了高位鉆孔條件下瓦斯運(yùn)移規(guī)律,針對(duì)Ⅲ3303采面采取“本煤層孔+低抽巷+頂板孔”綜合抽采方法。根據(jù)采空區(qū)實(shí)際數(shù)據(jù),對(duì)采空區(qū)氣體濃度場(chǎng)和速度場(chǎng)進(jìn)行闡述,建立303工作面采空區(qū)自燃三維模型,通過FLUENT軟件進(jìn)行模擬,根據(jù)模擬結(jié)果劃分采空區(qū)“三帶”分布,結(jié)合實(shí)地測(cè)量的“三帶”分布,對(duì)采空區(qū)自燃提出合理有效的防治措施。隨著與工作面距離增大,即越深入采空區(qū),采空區(qū)漏風(fēng)風(fēng)速減小,瓦斯?jié)舛仍龃?氧濃度降低,在高位鉆孔抽放瓦斯前,距采面同一深度時(shí),由于回風(fēng)側(cè)頂板垮落不充分,風(fēng)阻較小,造成采空區(qū)漏風(fēng)強(qiáng)度回風(fēng)側(cè)高于進(jìn)風(fēng)側(cè)。高位鉆孔過程中漏風(fēng)嚴(yán)重,瓦斯?jié)舛群拷档?且由于鉆孔在回風(fēng)側(cè),在抽放負(fù)壓的作用下,回風(fēng)側(cè)的瓦斯?jié)舛让黠@減小,進(jìn)風(fēng)側(cè)瓦斯?jié)舛仍黾?在距離采面較近的范圍內(nèi),回風(fēng)側(cè)氧氣濃度為20~21%,進(jìn)風(fēng)側(cè)在25m~40m區(qū)域中氧氣濃度下降為8%~13%;回風(fēng)側(cè)以抽放口為中心氧氣濃度向四周遞減分布。采用雙指標(biāo)劃分法,對(duì)高位鉆孔抽放前后采空區(qū)“三帶”進(jìn)行劃分。整體看來,高位鉆孔抽放瓦斯過程造成回風(fēng)側(cè)氧化帶寬度增加,即采空區(qū)自然發(fā)火危險(xiǎn)區(qū)域增大,散熱帶寬度整體變大,窒息帶整體寬度減小。數(shù)值模擬采空區(qū)自燃“三帶”所得結(jié)論和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)采集樣本分析結(jié)果相差不大,驗(yàn)證了FLUENT數(shù)值模擬的正確性。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD752.2

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