台阶型综放开采采空区自燃“三带”分布规律研究

台阶型煤体综放工作面由于周围存在大面积采空区,漏风现象较为严重,给工作面火灾防治工作带来极大挑战。以金桥煤矿1304工作面为例,对该工作面采空区温度、CO浓度及O2浓度分布规律进行了测试研究。通过研究,合理地确定了采空区不同位置自燃“三带”的分布范围,进而通过计算得出了工作面的最小推进速度,以确保该工作面顺利回采。研究结论对各类煤矿企业开展类似采煤作业面的回采防灭火工作提供了理论和技术上的重要支撑。

综放工作面采空区“三带”测试技术研究

为研究煤矿采空区的自然发火规律,结合建庄煤矿4-2302工作面采空区的实际情况,采用束管抽气系统为实测手段,以色谱仪分析采空区气体为依据,确定以氧气浓度5%和15%为划分采空区自燃“三带”的界限。研究表明,进风侧采空区散热带<116 m,氧化带在116~176 m,窒息带>176 m;回风侧散热带<98 m,氧化带在98~166 m,窒息带>166 m;工作面最小推进速度为1.2 m/d。研究结果为建庄煤矿4-2302工作面安全生产提供了依据。

采空区三维耦合场数值模拟研究

采用FLUENT数值模拟方法对采空区三维耦合场进行了分析研究,简述了FLUENT流体数值模拟软件的理论基础,并对FLUENT进行了自行编程,运用开发模型对祁南矿1015工作面及采空区的三维耦合场进行了模拟分析,得到了采空区压力场、漏风流场分布规律。运用现场实测氧气浓度和模拟结果相对比,得出此次模拟能够较好满足现场工程要求。对采空区进行了自燃三带划分,指出采空区自燃最危险的区域在支架后上部,结合10煤最短发火期算出最小推进速度0.8m/d,对工作面的安全回采和采空区火灾的防治具有指导意义。

孤岛综放工作面回采过程中防火技术研究

某矿1302综放工作面为孤岛工作面，分析了其特殊的自然发火规律：采空区周边发火率高，中部发火率低；本工作面采空区发火率低，相邻采空区发火率高；两道两线位置发火率高。通过测定工作面的压能分布，计算1302工作面与周边采空区的漏风量，显示1302工作面基本上实现了与邻近采空区的均压通风。测定1302工作面的三带分布范围，不自燃范围带为采空区后20 m，自燃带为采空区后20～55 m，窒息带为采空区后55 m。计算得出最小推进速度为16．7 m，以目前1302工作面推进度推算，采空区自然发火的可能性极低。

不同煤自燃特性参数下采空区“三带”分布规律的研究

为了掌握不同煤自燃特性参数对采空区"三带"分布的影响,利用煤氧化模拟实验系统对开滦集团钱家营矿、唐山矿、荆各庄矿9#、荆各庄矿11#四个煤样进行了绝热氧化实验。基于实验数据,对各煤样不同温度下的耗氧速率和放热强度进行了计算,并利用Fluent软件模拟不同煤自燃特性参数条件下采空区"三带"分布情况。结果表明,氧化带宽度最大的是唐山煤样80.3m,最小的是钱家营矿煤样24.2m。结合理论分析得出,耗氧速率越大,采空区"氧化带"的宽度越大,而放热强度大,一定程度上使"氧化带"范围增大。同时结合各煤样的最小自然发火期确定了相应煤层的最小推进速度,对于防治采空区自然发火具有重要作用。