孤岛工作面采空区自燃“三带”测定方法优化研究

为了降低不同漏风量对孤岛工作面采空区自燃“三带”测定结果的影响,缩短采空区自燃“三带”的测定周期,提出一种测定采空区自燃“三带”的新方法。通过沿孤岛工作面进、回风巷道两侧布置多芯束管,等距离划分束管间距,实现多芯束管等间距同步进入采空区。研究结果表明:该方法不仅可以有效缩短采空区自燃“三带”测定时间,也能在一定程度上消除不同漏风量对采空区“三带”测定的影响。

基于模糊聚类分析的采空区自燃“三带”性质研究

针对采空区内不同区域的煤自燃倾向性存在差异性的问题,采用基于模糊聚类分析的采空区自燃"三带"划分方法对不同测点数据进行了分类,分析了不同λ截距阵下各分类的差异性。分析结果表明:不同的λ值可以将数据划分为不同的类别;在一定范围内,随着λ值的增大,原有的类别可以被划分为更小的子类;当λ值增大时,采空区内距工作面较近区域的测点数据更容易被划分为更小的子类,而距工作面较远区域的测点数据分类较为稳定,则可判定距煤壁较远的采空区区域环境性质较为稳定,而距煤壁较近的采空区区域环境性质差异较大;运用F-统计量计算最优的λ,相应分类与采空区"三带"划分相吻合。

0913工作面采空区自燃“三带”范围的确定

通过分析预先埋束管测定的采空区O2及CO浓度的变化,确定出采空区自燃"三带"的范围,为预防采空区火灾的发生及防治提供数据支持,为工作面的安全生产奠定基础。

采空区自燃“三带”的灰色关联分析与预测研究

采用灰色系统理论对于陈家山煤矿416综放工作面采空区自燃"三带"与CO变化、工作面推进度等影响因素进行了分析。通过灰色关联分析发现CO变化与工作面推进距离存在一定相关性,即通过灰色绝对关联度,将工作面推进度与采空区自燃"三带"和煤炭自然发火期关联起来。对于研究得出的工作面推进距离,采用了GM(1,1)以及残差GM(1,1)预测模型,来预测非正规工作条件下采空区自然"三带"位置变化,本文所研究的成果对于指导煤矿现场预防自燃火灾具有重要的指导作用。

设置挡风墙对采空区自燃“三带”分布的影响

采空区内部漏风是导致采空区遗煤自燃的关键因素,设置挡风墙可以有效的减少工作面进风巷向采空区内部的漏风。利用有限元方法对采空区进行二维数值模拟,得出设置挡风墙前后采空区自燃"三带"的变化,从而分析挡风墙对采空区自燃"三带"的影响。

综放工作面采空区自燃“三带”的测定

为了提高综放工作面的注氮效果,合理确定注氮管路步距及注氮口位置。基于采空区漏风流场及漏风变化规律,采用在采空区预埋束管取样器的方法,检测采空区气体成分随工作面推进变化情况确定采空区自燃＂三带＂范围,并在同发东周窑煤业公司8102综放工作面得以实践应用。结果表明：该综放工作面冷却带范围为：0～15 m,氧化带范围为：15～95m,窒息带范围为：大于95 m。

基于采空区自燃“三带”测定优化注氮参数

为了防止综放工作面采空区遗煤自燃,提高注氮防灭火效果,合理确定出注氮参数。基于煤炭自燃理论及采空区O_2浓度变化规律,利用在采空区预埋氧气传感器,监测采空区O_2浓度随工作面推进度变化情况,确定出采空区自燃"三带"范围,并在同发东周窑煤业有限公司8102综放工作面应用。

豹子沟矿综放面采空区自燃“三带”的测定及其应用

为了有效防治采空区遗煤自燃,以豹子沟煤矿10101综放工作面为研究对象,通过束管监测系统,连续测定采空区内O_2体积分数及温度的变化规律,基于采空区自燃"三带"的划分指标,确定了各测点"三带"范围。综合现场束管监测结果,将"三带"结果取平均值可得试验工作面采空区的"三带"范围分别为:散热带为0~27.8 m,可能自燃带为27.8~74.5 m,窒息带为>74.5 m。基于"三带"的判定结果,得到工作面回采速率必须>1.84 m/d,否则容易导致采空区自燃事故。

孙疃矿综采工作面采空区自燃“三带”划分及煤自燃防控技术

为准确划分孙疃煤矿7242工作面采空区自燃“三带”分布,沿工作面机风巷及倾向布置测点束管采气系统。通过分析采空区氧体积分数变化特征,划分出7242工作面采空区自燃“三带”范围,从工作面综采支架至采空区方向:0-21m为散热带;21-94m为自燃带;大于94m为窒息带。由孙疃7煤最短自燃发火期及自燃带距离推算出工作面最小安全推进速度为2.8m/d。并根据现场实际对7242工作面应用堵漏、灌浆、阻化和注氮等防灭火技术。

小甘沟煤矿综放采空区三维流场演化规律及自燃区域判定

针对放顶煤开采采空区遗煤量大的实际特点,采用现场测试和数值模拟的方式开展小甘沟煤矿11121综放工作面复杂氧化条件煤体下采空区三维流场演化规律研究及自燃危险区域判定。通过FLUENT模拟不同配风量及压注参数等条件下采空区流场演化规律。结合束管及温度动态监控系统,提出以采空区氧浓度、漏风风速和孔隙率相结合的采空区自燃危险区划分方法,精准判断采空区自燃“三带”范围,综合判定小甘沟工作面自然发火危险区域,有效提高采空区自燃危险性预测准确性。

煤层分层前后采空区自燃“三带”的数值模拟

某矿所采煤层在回采中期出现分层,导致开采过后采空区出现上下2层遗煤,为了探究煤层分层对采空区自燃"三带"的影响,运用Fluent软件模拟了煤层分层前后采空区氧气浓度分布,并将数值模拟与现场实测结果进行比对,具有良好的吻合度,同时,对分层前后采空区自燃"三带"模拟结果进行对比分析。结果表明:煤层分层后,回风侧散热带和自燃带的宽度较煤层分层前分别减小了7 m和3 m,进风侧自燃带宽度减小了1 m;采空区中遗煤量和遗煤的空间分布的变化导致采空区自燃"三带"发生了变化。

双切顶留巷采空区煤自然发火“三带”分布特征研究

为了研究双切顶留巷采空区煤自燃“三带”分布特征,以沙曲一矿4502工作面为工程背景,采用现场监测与数值模拟相结合的方法研究了双切顶留巷4502工作面采空区漏风规律和自然发火“三带”分布特征。结果表明:双切顶留巷采空区漏风区域主要为工作面两侧隅角及两侧留巷,风流主要由隅角漏入采空区,同时采空区与两侧留巷都有风量交换,双留巷侧存在细长的氧化带,氧化带在采空区内整体呈U型分布;双切顶成巷工作面在开采的不同时期,煤自然发火“三带”分布存在较大差异,开采初期要加强双留巷侧5 m范围和采空区中部32~65 m范围内煤自燃防控,而在开采中后期,要加强运输留巷侧2.5 m范围内、距离轨道留巷38 m以后12 m范围内和采空区中部30~80 m范围内煤自燃防控。

大黄山矿采空区自燃带区双指标划分研究

为了对大黄山矿区采空区自燃"三带"的范围进行研究,以+735工作面为工程背景,运用数值模拟软件进行了模拟,并利用氧气浓度和漏风风速双指标对自燃"三带"进行了划分;同时采用工作面现场束管监测系统所采集得到的数据与数值模拟的结果进行了实测对比分析。

低渗自燃煤层采空区瓦斯与火共治平衡点研究

针对斜沟煤矿8#煤为低渗透性自燃煤层难以施工预抽瓦斯钻孔、采空区瓦斯治理难度大的现状,提出采用上隅角浅部埋管抽采与筛管注氮耦合治理技术以防治瓦斯与火共生灾害。利用COMSOL软件数值模拟,研究当抽采量80 m3/h和注氮流量700 m3/h时,采空区自燃"三带"与注氮时间和配风量之间的关系。结果表明,当注氮时间为15 h和配风量为2 000 m3/min时,可以有效消除瓦斯与火共生致灾的危险,保障安全生产。通过现场监测,采用下限8%氧体积分数曲线与上限0.004 m/s漏风风速曲线划分采空区自燃"三带",并绘制自燃"三带"曲线,发现二者基本吻合,模拟结果准确可靠。

基于MATLAB的氧浓度对采空区“三带”划分的数值模拟

鉴于在两巷布置束管测点不能很好地观测采空区内部的"三带"分布情况,以及常规数据整理只能得到平面曲线,不便于整体观察。沿工作面倾向布置测点来监测气体浓度,通过MATLAB对数据的处理,可以得到立体的气体浓度分布图和直观的等值曲线。以氧气浓度作为"三带"划分的指标,利用ORIGIN得到各测点氧气浓度的拟合曲线方程,得到采空区"三带"的划分曲线和取值范围。最后运用FLUENT对采空区进行模拟,得到的结果与通过MATLAB数值模拟的结果进行比较,结果相当接近,证明该方法可行。

短臂大采高综放工作面注氮防灭火工艺

为了确定乌东煤矿工作面合理的注氮流量、注氮管路间距和采空区起始注氮深度等重要注氮工艺参数,通过在工作面回风侧布置束管监测系统,连续监测回风侧采空区O2浓度变化规律,研究工作面在不同注氮流量、注氮管路间距条件下的采空区自燃"三带"分布规律。研究结果表明:乌东煤矿短臂大采高综放工作面合理注氮流量为259~622 m^3/h,采空区全断面注氮管路间距为20~40 m,开始注氮位置在架后15 m。

寸草塔煤矿22煤层自然发火标志气体及自燃预警值研究

寸草塔煤矿22煤层为变质程度较低的不黏煤,低温氧化条件下CO产生量较大。结合22301工作面煤层赋存的实际情况,通过实验室测试分析,优选了22煤层自然发火标志气体,通过理论计算,构建了工作面正常推采条件下回风隅角CO体积分数值的预测模型,现场实测了采空区自燃火灾关键技术参数,确定了工作面回风隅角CO体积分数预警值,规范和完善工作面回风隅角CO气体超限防治技术。

浅析采煤工作面束管的布置方式

随着近几年我国煤矿火灾事故频繁发生,促使我们对防灭火工作更加重视,对于煤层自燃的研究分析显得尤为迫切。文章通过对煤层自燃发火、采空区自燃"三带"的研究,浅析束管监测的必要性及合理布置方式。