川南矿区高瓦斯、高硫与高发火矿井采空区自燃特性研究

目录

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摘要

1绪论

1．1选题背景和意义

1．2国内外研究现状

1．2．1采空区自燃与瓦斯耦合研究现状

1．2．2采空区自燃“三带”研究现状

1．2．3遗煤自然发火危险性判定研究现状

1．3研究内容及技术路线

1．3．1研究内容

1．3．2技术路线

2遗煤氧化特性实验分析

2．1采空区遗煤耗氧参数测定

2．1．1实验原理概述

2．1．2实验装置简介

2．1．3常温下遗煤耗氧实验

2．1．4实验结果中有效参数的提取

2．2窒息带临界氧浓度判定

2．2．1煤氧化热平衡下自燃发生条件

2．2．2窒息带临界耗氧速率

2．3标志性气体浓度指标的判定

2．4小结

3杉木树矿N3062工作面采空区自燃“三带”划分

3．1．2选用氧浓度法及测温法划分采空区自燃“三带”

3．2．1选用氧浓度法及测温法划分采空区自燃“三带”

3．2．2依据耗氧速率界定散热带与自燃带分界

3．3光纤测温系统与束管监测系统的应用

3．4 N3062采空区自燃带和散热带分界线判定指标

3．5现场实测数据整合及自燃“三带”划分

3．6基于光纤测温系统划分采空区自燃“三带”

3．7小结

4杉木树矿N3062工作面采空区数值模拟

4．1模拟仿真概述

4．1．1 FLUENT软件的求解方案

4．1．2多孔介质模型的惯性阻力系数和粘性阻力系数

4．1．3 UDF概述

4．2冒落带及裂隙带高度

4．2．2冒落带及裂隙带高度确定

4．3采空区冒落带空隙率分布规律

4．4采空区模型参数的确定

4．5采空区流场模拟

4．5．1 Fluent求解器设置

4．5．2模型边界条件设置

4．5．3采空区流场模拟实现

4．6小结

5高抽巷负压值与采空区煤自燃关联性研究

5．1 N3062工作面概况

5．1．1煤层赋存情况

5．1．2煤层顶底板情况

5．1．3地质构造

5．2工作面自然发火防治影响因素分析

5．2．1工作面开采煤层自然发火危险性较大

5．2．2火与瓦斯灾害耦合加大了防灭火的防治难度

5．2．3煤层地质条件较复杂，断层发育

5．3高抽巷抽采系数对回风巷瓦斯浓度影响

5．4“自燃带”宽度受高抽负压影响分析

5．5高抽负压范围确定

5．5．1依据回风巷瓦斯浓度确定高抽负压下限

5．5．2依据自燃带极限宽度确定高抽负压上限

5．5．3高抽负压最优方案的确定

5．6小结

6采空区自燃危险性预测

6．1采空区与高抽巷之间漏风系统

6．2采空区漏风受高抽巷影响分析

6．3高抽巷气体中采空区气体组分确定

6．3．1高抽巷气体组分来源判定

6．3．2源于工作面漏风流的N2在高抽巷中的占比

6．3．3源于采空区遗煤释放的CH4在高抽巷中的占比

6．3．4来源于采空区的气体在高抽巷中的百分比确定

6．4采空区遗煤自燃危险性预测

6．4．1借助高抽巷CO体积分数预测采空区遗煤自燃

6．4．2借助Graham指数预测采空区遗煤自燃

6．5 N3062采空区遗煤自燃危险性预测效果分析

6．6小结

7结论与展望

参考文献

致谢

作者简历