我國每年因煤層自燃火災(zāi)造成的損失難以估量,不僅影響煤礦的安全生產(chǎn),也對廣大礦工的生命安全構(gòu)成了威脅。液態(tài)CO₂因其具有良好的惰化降溫、阻燃抑爆效果和安全可靠、操作簡單的特點而被廣泛應(yīng)用于防治煤層自燃火災(zāi)。由于一直以來液態(tài)CO₂的壓注模式較為單一,對礦井下多處壓注地點的壓注效果分析不夠全面。因此,研究液態(tài)CO₂在采空區(qū)不同位置的惰化作用范圍是亟待解決的問題�；谝簯B(tài)CO₂惰化降溫、阻燃抑爆的理化性質(zhì),針對采空區(qū)的實際條件,建立了采空區(qū)三維模型,應(yīng)用ANSYS FLUENT19.0數(shù)值模擬軟件合理確定并優(yōu)化了注液態(tài)CO₂壓注流量、壓注位置、埋管深度等工藝參數(shù),同時重點研究了液態(tài)CO₂在采空區(qū)不同位置壓注時的惰化作用范圍。模擬結(jié)果表明:(1)優(yōu)化后的工藝參數(shù)為:壓注位置距工作面60m-80m處,埋管深度50m,壓注流量800m³/h時,能夠得到最好的惰化效果,能有效抑制煤自燃的發(fā)生;(2)與進風(fēng)側(cè)壓注液態(tài)CO₂相比,在...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
        1.1.1 選題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤自燃機理及煤自燃防治技術(shù)
        1.2.2 CO₂在煤自燃防治方面的應(yīng)用
        1.2.3 CFD軟件在采空區(qū)注CO₂防滅火中的應(yīng)用
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 注液態(tài)CO₂防滅火理論及工藝研究
    2.1 惰性氣體的防滅火原理
    2.2 CO₂的基本性質(zhì)和惰化防火參數(shù)
        2.2.1 CO₂的理化性質(zhì)
        2.2.2 CO₂和N₂的惰化阻燃性能對比
    2.3 液態(tài)CO₂防滅火工藝
        2.3.1 地面固定式礦用液態(tài)CO₂防滅火裝備系統(tǒng)
        2.3.2 井下移動式液態(tài)CO₂滅火裝備系統(tǒng)
        2.3.3 液態(tài)CO₂直接釋放安全技術(shù)
    2.4 本章小結(jié)
3 采空區(qū)氣體運移數(shù)學(xué)模型
    3.1 采空區(qū)多孔介質(zhì)理論
        3.1.1 多孔介質(zhì)概念和特性
        3.1.2 多孔介質(zhì)條件
    3.2 多孔介質(zhì)滲流參數(shù)
    3.3 多孔介質(zhì)氣體流動基本方程
    3.4 本章小結(jié)
4 注液態(tài)CO₂工藝參數(shù)的優(yōu)化
    4.1 建立采空區(qū)物理模型
        4.1.1 基礎(chǔ)條件設(shè)置
        4.1.2 定義多孔介質(zhì)模型相關(guān)公式
        4.1.3 模型建立與網(wǎng)格劃分
        4.1.4 設(shè)定邊界條件
    4.2 注液態(tài)CO₂工藝參數(shù)的優(yōu)化
        4.2.1 未注液態(tài)CO₂采空區(qū)自燃“三帶”分布
        4.2.2 進風(fēng)側(cè)不同壓注位置對自燃“三帶”的影響
        4.2.3 不同壓注流量對自燃“三帶”的影響
        4.2.4 不同埋管深度對自燃“三帶”的影響
    4.3 液態(tài)CO₂在采空區(qū)不同壓注區(qū)域下的惰化范圍
        4.3.1 進風(fēng)巷埋管注入液態(tài)CO₂的擴散情況
        4.3.2 回風(fēng)側(cè)埋管注入液態(tài)CO₂的擴散情況
    4.4 本章小結(jié)
5 液態(tài)CO₂防滅火技術(shù)在現(xiàn)場的應(yīng)用
    5.1 工作面自燃發(fā)火概況
    5.2 液態(tài)CO₂防滅火技術(shù)
        5.2.1 采空區(qū)測點布置
        5.2.2 40203綜放工作面采空區(qū)灌注液態(tài)CO₂方案
        5.2.3 現(xiàn)場監(jiān)測氣體濃度數(shù)據(jù)及分析
        5.2.4 現(xiàn)場監(jiān)測溫度變化
        5.2.5 現(xiàn)場實踐缺點及建議
    5.3 現(xiàn)場數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)對比
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3737705