采空區(qū)遺煤自燃“三帶”分布規(guī)律研究與應(yīng)用.pdf

1、我國是一個(gè)主要的煤炭資源消費(fèi)國也是主要的煤炭資源生產(chǎn)國，在生產(chǎn)過程中采空區(qū)遺煤自燃造成的火災(zāi)事故對整個(gè)礦井的威脅十分突出。本文以一個(gè)真實(shí)的礦井為例，該礦井位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯境內(nèi)，核定生產(chǎn)能力300萬 t/a，主采12、31煤兩個(gè)煤層。本文針對現(xiàn)開采的12煤選取具有代表性的12110綜放和12201綜采兩個(gè)工作面進(jìn)行實(shí)測。通過對兩個(gè)工作面采空區(qū)遺煤自燃“三帶”分布規(guī)律的研究來確定工作面的安全推進(jìn)速度以及對現(xiàn)有的采空區(qū)防滅火措施提出優(yōu)化方案

2、。
　　首先分別在兩個(gè)工作面采空區(qū)的進(jìn)、回風(fēng)巷道內(nèi)鋪設(shè)束管監(jiān)測系統(tǒng)，在每個(gè)工作面的束管監(jiān)測系統(tǒng)上又分別布置四個(gè)測點(diǎn)，每天在固定時(shí)間段內(nèi)對各個(gè)測點(diǎn)的氣體進(jìn)行采集，將采集好的氣樣帶到地面進(jìn)行色譜分析，得到采空區(qū)氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等氣體成分的變化情況。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室煤樣自燃特性參數(shù)及采空區(qū)遺煤自燃“三帶”劃分理論來確定相應(yīng)工作面采空區(qū)“三帶”的分布范圍。
　　然后對工作面采空區(qū)“三帶”的分布進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，利用FLUENT數(shù)

3、值模擬軟件對不同風(fēng)量條件下采空區(qū)“三帶”分布進(jìn)行數(shù)值模擬，將模擬數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比來矯正所建立的數(shù)學(xué)模型。矯正后的數(shù)學(xué)模型能夠很好的預(yù)測12煤層后續(xù)工作面的“三帶”分布范圍，對后續(xù)工作面的安全生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。
　　利用兩個(gè)工作面劃分出的“三帶”分布范圍以及遺煤的自燃發(fā)火期能夠計(jì)算出不同工作面日安全推進(jìn)速度。分別為12110綜放工作面安全推進(jìn)速度為3.48m/天、12201綜采工作面為4.14m/天，據(jù)此合理安排工作面生

4、產(chǎn)任務(wù)。
　　對該礦目前所采用的注氮和噴灑阻化劑防滅火技術(shù)進(jìn)行分析。認(rèn)為注氮技術(shù)存在難以給火源降溫易復(fù)燃和容易泄露造成惡性傷亡事故的風(fēng)險(xiǎn)；噴灑阻化劑難以深入煤體內(nèi)部，防火作用有限。結(jié)合其他防滅火技術(shù)的優(yōu)勢和采空區(qū)“三帶”的分布提出該礦采空區(qū)防滅火的優(yōu)化方案：正常回采時(shí)期向工作面的上下端頭和高冒區(qū)噴注無機(jī)固化泡沫，同時(shí)向采空區(qū)灌注高倍惰氣和阻化泡沫；針對那些由于漏風(fēng)嚴(yán)重、回采緩慢等因素帶來采空區(qū)遺煤自燃危險(xiǎn)嚴(yán)重的時(shí)期配合以三相泡沫防