切顶沿空留巷U+L型通风采场煤自燃风险判定研究

为探究切顶沿空留巷首采面U+L型通风采空区煤自燃危险性,以蒙西棋盘井煤矿东区9-1#层11101工作面为工程背景开展研究。通过封闭耗氧实验,测定得出煤样的耗氧能力弱、不同氧体积分数下煤样的耗氧速度慢、窒熄氧气体积分数(煤耗氧临界值)为15%。通过现场实测确定切顶沿空留巷和工作面的两端压差和漏风分布,现场埋管实测得到回风侧的氧分布数据,搭建了切顶沿空留巷采场相似模拟实验台,得到采场的漏风移动规律。运用CFD仿真探究了切顶沿空留巷采空区的漏风与自燃氧化分布特征,得到采空区可能具有自燃危险的3个区域分别位于开切眼附近、靠近沿空留巷的5~10 m内和工作面后方。提出在尾巷注氮和沿空留巷边界注浆堵漏防灭火措施条件下,可将U+L型通风采空区自燃模式转化为U型通风采空区自燃模式的危险性判定,得到棋盘井矿采空区自燃氧化带的最大宽度为80 m,最低安全推进速度1.2 m/d,无自燃风险,为工程防灭火做出指导。

U型和U＋L型通风采空区流场数值模拟研究

利用Fluent软件,对U型和U+L型通风下的采空区流场进行了数值模拟,对比分析了两种通风方式下的采空区瓦斯浓度分布规律和采空区自燃危险区分布情况。结果表明:U+L型通风较U型通风采空区内瓦斯浓度整体降低;采空区瓦斯爆炸范围往采空区深部移动,但是瓦斯爆炸区域宽度变小。沿采空区走向方向,两种通风方式下的采空区中部瓦斯浓度上升较快。U+L型通风较U型通风采空区内自燃危险区域往采空区深部移动,并且采空区自燃危险区域的宽度也明显增加。

U+L型通风条件下采空区煤自燃危险区域研究

U+L型工作面采空区漏风治理一直以来是矿井火灾防治的重要课题之一,为研究这一问题,采用绝热氧化升温试验、现场监测以及数值模拟的方法,在测定煤自燃极限特征参数的基础上,以陕西杭来湾煤矿实际为例对采空区"三带"区域分布规律进行研究,进而揭示采空区煤自燃特征及危险区域分布规律。研究发现:该采空区煤体自燃的下限氧浓度为12.9%;U+L型通风方式对于采空区"三带"区域划分有着较为严重的影响,进风侧采空区由于辅运巷漏风影响,会出现煤自燃"三带"范围的波动;数值模拟能够更加直观的体现煤自燃危险区域的分布特征。研究结果对于同类工作面的矿井火灾防治具有一定的指导和借鉴意义。

U+L型通风工作面采空区自燃三带分布规律研究

突出矿井自燃煤层采用U+L型通风方式的采煤工作面,将会使采空区自燃三带重新分布,通过采用数学模型解算、取气分析等综合技术,可以准确地划分出采空区水平和垂直自燃三带的范围,指导工作面安全、科学地开展防灭火工作。

“U+L”型通风工作面瓦斯抽采对采空区自燃危险区域影响研究

为了掌握"U+L"型通风工作面自燃危险区域分布情况,更好地协调工作面瓦斯抽采与防灭火工作,采用现场试验的方式对典型工作面进行试验研究。试验在工作面采空区回风侧每隔30 m设置1个束管取样口和1个测温装置,各测点随着工作面的推进,连续测试采空区气体成分及温度数据;通过调整瓦斯抽采方式,测试采空区自燃危险区域分布情况。结果表明:"U+L"型通风配合瓦斯抽采能很好地解决工作面瓦斯超限问题,但会造成严重的采空区漏风;通过取消不合理的瓦斯抽采手段,能够保证工作面瓦斯抽采满足安全生产要求的同时明显缩小采空区自燃危险区域,降低采空区自然发火危险。

“U+L”型通风超长工作面瓦斯与煤自燃复合灾害分布规律研究

针对"U+L"型通风超长工作面瓦斯与煤自燃复合灾害防治,以黄陵矿业公司205采煤工作面为例,模拟分析了采空区漏风规律、瓦斯浓度分布规律和氧浓度分布规律,通过束管监测验证了氧浓度分布。研究得出:进风侧采空区瓦斯和氧浓度场叠加形成的狭长"S"型区域和封闭联络巷是煤自燃诱发爆炸的重大风险区域,并提出相应防治建议。

“U+L”型通风方式在高瓦斯综放工作面的应用

在综采放顶煤工作面采用"U+L"型通风方式,取得了显著的效果,解决了综放工作面上隅角和回风流瓦斯超限问题,保证高产高效工作面效能的发挥,取得了可观的经济效益和社会安全效益。

U型通风下采空区发火过程模拟研究与模型改进

为了解U型通风下采空区遗煤层自然发火过程中,不同时间的温度和升温区的变化,提出使用颗粒流理论为基础的模型。解决氧的等效、流动和与煤反应的3个基本问题,并用FISH予以实现。根据实际工况模拟得升温过程可分为3个阶段,并分析了6个发展时间的升温特征,得遗煤发火自燃过程中升温区的变化与氧气流动有很大关系。采集这6个时间的实际遗煤层温度,分析与模拟结果的差别,得到模型还应考虑割煤时在遗煤层内部产生裂隙。改进后模型结果虽与实际升温区变化仍存在一定差异,但在升温时间与温度的关系方面更为准确,升温区扩散程度也更为接近事实。

前进式U形通风采空区风流与自燃的数值模拟

基于渗流方程、多组分气体渗流-扩散方程和多孔介质渗流传热方程,建立前进式开采U型通风采空区自然发火模型.通过迭代方法计算沿空巷道的侧漏风量,以此边界条件数值模拟计算出前进式开采U型通风采空区的漏风规律;根据瓦斯-O_2-CO浓度和温度分布状态及其变化来描述自燃过程.在计算中,采空区非均质性按自然冒落考虑,兼顾瓦斯涌出对自燃的耦合作用;模拟得到,在前进式开采特有的3面漏风边界条件下,采空区自燃位置(最高温点)在开切眼冒落区进风一侧,自燃产生的有害气体和瓦斯随漏风流从回风边界渗出.在前进开采U型通风形式下,通风量在到达工作面时衰减很大,因此,前进开采布置一次推进距离不易过大;解决好沿空留巷的封堵材料和正确的堵漏措施,是保证前进式开采顺利进行的技术关键.

浅埋深L型综放工作面采空区自燃防治技术研究

为防治浅埋深综放工作面采空区遗留煤炭自燃,对路天煤矿L型综放工作面的煤层赋存与开采技术条件、煤质特征、煤的自燃特性和自燃标志性气体与指标优选进行了系统研究。为治理采空区自然发火,先后实施了在工作面隅角挂挡风帘、垒沙袋墙、合理配备风量等初步防治措施和改变工作面通风方式由抽出式负压为压入式正压,以及在地面沉陷区实施填埋碾压、铺塑料薄膜封闭的专项防治措施。结果表明,采用地面填埋碾压和铺塑料薄膜封闭的专项防治措施后,采空区CO体积分数由39×10^(-6)降低到了7.5×10^(-6)以下,O_2体积分数由17.8%降低到了5%以下,实现了浅埋深自燃厚煤层L型综放工作面的安全生产。

采场U型通风系统煤炭自燃情况的浅析

论述了回采工作面采用U型通风系统的优点 。

“Y“型和“U”型通风采空区数值模拟分析

为了掌握'Y'型和'U'型通风方式下采空区自燃三带的分布情况,采用FLUENT数值模拟软件对某矿62711工作面两种类型的通风系统进行模拟分析,结果表明,'Y'型通风系统从根本上解决了上隅角瓦斯积聚问题,但由于加大了采空区的漏风,在相同的进风情况下,自燃带最大宽度增大了171 m,与工作面的距离平均增加40 m.因此,必须减少采空区漏风,降低遗煤自燃条件,保证工作面安全生产。

薛虎沟煤矿U型通风工作面采空区漏风模拟

针对薛虎沟煤矿U型通风工作面采空区漏风现象展开研究,采空区流动区域主要分为扩散流动区和微流动区2部分,详细解释了U型通风工作面采空区扩散流动区域和微流动区域的特征及影响因素。同时,借助Surfer 8.0软件中的空间插值法将大量离散型数据进行插值法计算,使得数据在空间上具有相关性,随后进行建模处理,分析得到采空区漏风主要分为上隅角漏风区、下隅角漏风区和支架后漏风区3个区。结果表明,下隅角漏风和支架后漏风对生产影响较小,可以人为控制;上隅角漏风为煤自燃提供了充足的氧气和条件,造成的煤体自燃会严重影响工作面的正常生产。

采场瓦斯运移规律模拟及其治理措施分析

基于渗流连续性方程、动力弥散方程,建立了U型通风工作面的瓦斯质量分数数学模型,并对瓦斯质量分数分布规律进行了模拟,发现采用U型通风系统,瓦斯最易积聚在工作面上隅角附近、采煤机附近和支架后部区域。在U型通风条件下,可通过均压通风或上下隅角吊挂风帘堵漏等措施解决上隅角和回风巷的瓦斯超限;当在煤层瓦斯含量较高且煤层自然发火危险性较低时,可采用U+L型、Y型通风系统,自然发火危险性较高时,采用U+I型通风系统并适当进行尾巷负压调节;对于高瓦斯工作面来说,应采用综合的瓦斯抽采方法。

大柳塔煤矿52605沿空留巷工作面防灭火技术研究

沿空留巷技术具有可减少巷道掘进量、提高煤炭采出率、合理开发煤炭资源等优点,但在实施过程中往往会因柔模墙与巷道顶板连接处缝隙及柔模墙之间连接处的缝隙而造成采空区漏风,增大了采空区内遗煤氧化自燃的风险。针对沿空留巷工作面预防自然发火问题,以大柳塔煤矿52605沿空留巷工作面为例,分析工作面开采过程中自然发火危险因素,通过采取加强柔模墙施工工程质量、采空区监测监控、自然发火预测预报及改变工作面通风方式,并结合采空区注浆、注氮及封堵漏风等综合防灭火技术措施来保证工作面安全回采。实践表明,52605回采过程中未发现自然发火标志气体且采空区内氧气浓度降至7%以下,为大柳塔煤矿沿空留巷工作面安全高效回采提供了技术支持。

7269综放面采空区煤炭自燃防治实践

该文介绍了姚桥煤矿7269采空区煤炭自然发火情况,通过采取堵截采空区内部漏风,向采空区注胶泥,压注罗克休、CO2等办法,有效地熄灭了采空区煤炭自燃发火源,为今后综放面回采期间的防灭火提供参考。

易自燃煤层下分层孤岛综放面尾采撤架防灭火技术

针对下沟煤矿易自燃煤层下分层ZF1806孤岛综放面尾采撤架防灭火技术研究,采取以胶体防灭火技术为主,其他防灭火技术为辅的综合防灭火技术措施及"两进一出""W"型通风方式的创新性技术,保证了ZF1806工作面尾采撤架的顺利进行。表明了胶体防灭火技术的有效性及针对易自然发火特殊煤层采取"W"型通风方式以加快撤架速度的必要性。