高地溫礦井綜放采空區(qū)自燃危險區(qū)域判定技術(shù)研究.pdf

1、煤炭在當(dāng)今世界能源結(jié)構(gòu)中占有十分重要的地位，能源危機的頻頻發(fā)生使得人們越來越注重煤炭資源的可持續(xù)節(jié)約性開采。隨著淺部煤炭資源的減少和枯竭，深部開采已成為必然趨勢。隨著礦井深度的增加，和淺部開采相比，深部開采有了很大的不同，其中地溫和地壓的加大，配風(fēng)量增大，造成向采空區(qū)漏風(fēng)量增加，采空區(qū)的滲透系數(shù)及其漏風(fēng)范圍也相應(yīng)發(fā)生了變化，三帶分布規(guī)律隨之發(fā)生改變。煤層自然發(fā)火的危險性增加，使火災(zāi)有了上升的趨勢。因此，研究高地溫深井綜放采空區(qū)浮煤自燃危

2、險區(qū)域的判定技術(shù)具有重要的意義。
　　 本文以山東省龍固煤礦1301N 工作面為研究對象，采用實驗研究、現(xiàn)場觀測和數(shù)值模擬相結(jié)合的辦法對高地溫礦井綜放采空區(qū)自燃危險區(qū)域進行了研究。首先，利用大型煤自燃發(fā)火實驗臺，對龍固煤礦煤樣的自燃特性參數(shù)進行了實驗測試研究，為高地溫礦井綜放采空區(qū)滲流模型的建立，以及對采空區(qū)自燃危險區(qū)域劃分的現(xiàn)場觀測提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其次，對1301N 工作面進行現(xiàn)場觀測，結(jié)合實驗測出的煤自燃極限參數(shù)，對采空區(qū)自

3、燃危險區(qū)域進行了判定，并得出了安全推進速度。再次，通過理論分析與現(xiàn)場觀測相結(jié)合的方法得出工作面采空區(qū)空隙率分布、漏風(fēng)通道分布及滲透率分布的規(guī)律，結(jié)合工作面實際情況，建立采空區(qū)滲流數(shù)學(xué)及物理模型并對其邊界條件進行合理簡化。最后，應(yīng)用FL UEN T 軟件對綜放采空區(qū)的漏風(fēng)狀況進行了數(shù)值模擬研究，得出了采空區(qū)氣體滲流強度、氧濃度、壓力分布等等值線圖，將模擬結(jié)果與現(xiàn)場觀測得出的采空區(qū)自燃危險區(qū)域分布進行了對比，模擬結(jié)果與實測結(jié)果基本吻合，證明