不同配风量影响下采空区自燃“三带”分析

为研究不同配风量影响下110工法沿空留巷采空区煤自燃“三带”分布范围,通过采空区束管监测与Fluent数值模拟,确定双龙煤矿202综采工作面采空区的漏风范围和氧气浓度分布。分析结果表明,随着配风量的增加,运输顺槽和辅运顺槽侧的煤自燃风险区域宽度均增加,氧化带面积逐渐增大。202综采工作面的极限推进速度为2.83 m/d,且随着配风量的增大,工作面安全推进速度逐渐增大。实际工况下202综采工作面采空区自燃“三带”范围为散热带(运输顺槽<90 m,辅运顺槽<96 m)、氧化带(运输顺槽90～226 m,辅运顺槽96～202 m)、窒息带(运输顺槽> 226 m,辅运顺槽> 202 m)。研究成果对工作面采空区煤自燃的预防与防控具有一定的借鉴作用。     

灵新煤矿051608工作面采空区煤自燃危险区域分析

为了更有针对性地对灵新煤矿16号煤层051608综采面采空区煤自燃风险进行早期预防,采用实验与现场相结合的方式,通过物理相似模拟实验分析得到051608工作面采空区遗煤自燃极限参数,同时现场观测研究051608工作面采空区自燃“三带”分布特征。研究结果表明,漏风风流从进风侧采空区流向回风侧,氧气浓度进风侧随埋入深度增大衰减较慢,且高氧气浓度的范围大,随着埋入采空区距离增大氧气浓度逐渐降低。判定得到051608工作面采空区进风侧和回风侧氧化升温带范围分别为20～90 m和13～65 m,计算得到预防煤自燃最小安全推进速度为2.39 m/d。研究结果为合理确定防灭火工艺提供了依据,能够保障工作面安全回采。     

采空区下综采面采空区自燃“三带”实测研究

针对浅埋近距离采空区下综采面采空区煤层自燃防治,以李家壕煤矿31115工作面为生产技术背景,采用理论分析与现场实测相结合的方式,研究了采空区气体浓度分布特征与采空区自燃"三带"分布范围。研究结果表明:由于上覆采空区气体下泄导致31115工作面采空区O₂、CO气体浓度异常,下泄影响范围为采空区100 m以内;工作面进风侧散热带宽度为25 m,氧化升温带宽度为137 m,大于137 m为窒息带;回风侧散热带宽度为21 m,氧化升温带宽度为92 m,大于92 m为窒息带。     

近距离煤层下分层采空区煤自燃危险区域分布规律

针对新维煤矿8104综采工作面开采煤层含硫量较高且局部富集、采空区遗煤多、距离上层采空区近等客观情况,研究了其采空区煤自燃危险区域分布规律。实施过程中,采用束管监测系统实时测试采空区气体场分布,在此基础上以O2浓度变化作为主要标志、温度变化为辅助标志划分了8104综采工作面采空区的"三带"范围,并采用数值模拟方式与现场实测结果进行了对比分析,结果表明实测与数值模拟结果基本一致。最终确定了该综采工作面采空区自燃带范围:进风侧为40.5~95.5 m,回风侧为15.3~59.7 m。     

基于FLUENT对银洞沟110201综采工作面采空区自燃“三带”的数值模拟

为了快速准确划分采空区自燃“三带”的分布范围,以银洞沟煤矿110201综采工作面采空区为研究对象,根据现场实际条件,采用ANSYS FLUENT软件对采空区进行数值模拟,通过Tecplot 360处理模拟结果,以此快速准确模拟出110201综采工作面采空区自燃三带分布规律;现场通过预埋束管,布置多组测点,监测采空区气体浓度变化,记录的数据利用Origin软件进行处理,得出实测110201综采工作面采空区回风侧氧化带的范围FLUENT模拟结果与现场实际测量结果良好吻合。结果表明:利用FLUENT软件对采空区进行数值模拟,可以快速准确划分采空区自燃三带范围,且模拟的三带范围与实测结果趋于一致。     

辛置煤矿2-208工作面采空区自燃三带分布规律实测分析

为掌握辛置煤矿2-208工作面采空区自燃三带的分布规律,在工作面建立束管监测系统,对采空区内可燃气体进行了监测。基于监测结果,得出采空区进风巷侧、中部、回风巷侧的散热带、氧化带、窒息带的范围,通过对监测数据用软件处理,得出采空区自燃危险区域主要为采空区回风侧16 m～59 m的范围,中部20 m～51 m的范围。基于采空区自燃危险区域的分析结果,确定对采空区采用黄泥灌浆+喷洒阻化剂+自燃危险区灌注高效阻化泡沫相结合的防灭火措施,保障采空区的安全。     

综放工作面采空区自燃“三带”的观测与划分

通过实际观测采空区浮煤状况、工作面推进速度和采空区进回风侧O2浓度的分布规律,根据"三带"划分方法及划分指标,对白羊岭煤矿15101综放工作面进行了"三带"划分,掌握了采空区煤自燃"三带"分布规律及危险区域。15101工作面散热带的分布范围在采空区距离工作面10~100 m,进风侧由于漏风强度较大,散热带宽度较宽。窒息带在距离工作面165 m以上的采空区深部;在工作面回风侧,窒息带的深度约为137 m。氧化升温带宽度在工作面进风侧最大,达到55 m左右。     

正益煤业11-104采空区自燃"三带"分布及防灭火技术研究

为防止正益煤业11-104工作面采空区出现遗煤自燃现象,采用Fluent数值模拟软件进行工作面初采和正常回采期间自燃三带分布规律的分析,基于分析结果得出氧化自燃带的范围分别为:初采期间采空区进风侧和回风侧距工作面140～360 m和60～237 m,正常回采期间采空区进风侧和回风侧距工作面160～410 m和90～ 235m.基于采空区特征及自燃"三带"分布规律,设计防灭火方案为采空区密闭+埋管注浆+采空区注氮,并在防灭火方案实施后进行束管监测.结果 表明,防灭火方案实施后,采空区内CO最大浓度低于80 ppm,无自燃现象出现,保障了工作面的安全回采.     

永智煤矿5101工作面采空区自燃“三带”范围研究

采空区自燃“三带”范围的确定是矿井防灭火工作的关键。文章以O₂体积分数划分法为依据对永智煤矿5101工作面“三带”进行了实测研究,并利用Fluent模拟了漏风风速和O₂体积分数分布规律。结果表明：进风巷侧散热带范围为0～19.6 m,氧化带为19.6～68.2 m,窒息带在68.2 m之后。回风巷侧散热带范围为0～10.3 m,氧化带为10.3～36.3 m,窒息带在36.3 m之后;O₂体积分数与采空区深度符合二次函数规律;数值模拟与现场实测结果基本相同。最后,计算出采空区工作面安全推进速度为1.47 m/d.     

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。     

平煤一矿丁5-32140工作面自然发火期及采空区自燃“三带”研究

以平顶山天安煤业股份有限公司平煤一矿丁₅-32140综采工作面为研究背景，对该工作面的煤样开展程序升温实验，根据建立的最短自然发火期数学模型，结合程序升温实验的气体特征，计算出丁₅煤层的最短自然发火期。通过对丁₅-32140综采工作面采空区气体的现场监测，采用氧体积分数法确定出该工作面采空区自燃“三带”的具体范围。结果表明：丁₅-32140工作面煤层的最短自然发火期为45.9 d;该工作面采空区遗煤自燃“三带”的范围特征为：散热带0～31.2 m,氧化带31.2～117.2 m,窒息带大于117.2 m;根据氧化带范围与最短自然发火期的比值可知，丁₅-32140工作面防止自然发火的安全回采速度为51.6 m/月。     

浅埋藏特厚自燃煤层综放工作面采空区自燃立体“三带”观测

针对东辰公司605综放工作面所采6#煤层为特厚的自燃煤层,且煤层埋藏较浅,在采动影响下,工作面与地表存在漏风通道,增大了工作面自然发火的威胁。工作面采用预埋束管取气样分析进行采空区自燃"三带"观测,结果表明:该工作面采空区气体的分布呈立体状态,既存在传统的水平方向的自燃"三带",也存在垂直方向上的自燃"三带";水平方向的氧化带范围分别为进风侧38～170 m,回风侧30～150 m;垂直方向的氧化带范围为运输巷侧煤层底板以上6～52m,回风巷侧煤层底板以上4～46 m。通过测定采空区自燃"三带"的分布范围,可使工作面防灭火工作有的放矢,从而保障工作面安全生产。     

综放工作面Y型通风方式下的采空区自燃“三带”研究

为了研究高河煤矿3#煤层W1310工作面采空区在Y型通风(柔膜墙沿空留巷支护)、高抽巷情况下采空区遗煤自燃发火规律、"三带"分布范围,对采空区遗煤自燃做出超前预测。通过在工作面布置束管监测系统,抽取采空区气体并用气相色谱仪化验,分析O_2、CO、CO_2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6等气体浓度变化,综合考虑来划分采空区自燃"三带"范围。最终确定"三带"范围,进风侧:散热带:0～45m;氧化升温带:45～135m;窒息带:大于135m。回风侧:散热带:0～20m;氧化升温带:20～43m;窒息带:大于43m。月推进速度大于70. 8m/月。实践表明,与工作面实际情况非常符合,防止了采空区自燃,为W1310工作面防灭火提供了有效的技术指导。     

综采工作面三带划分及防灭火技术

为保证寸草塔煤矿2-2煤层自然发火防治做到科学、合理、经济、有效,寸草塔煤矿展开对2-2煤层工作面采空区自燃“三带”划分的研究工作。通过对22301综采工作面采空区气体成分变化规律测定,划分了22301综采工作面采空区自燃“三带”分布范围,采空区进风顺槽侧氧化升温带较宽,为128 m;回风顺槽侧较窄,为101 m;确定了最小安全推进速度为2. 15 m/d,进而为合理确定防灭火工艺提供了依据,有效地指导了工作面的安全、高效回采。     

大采高综采工作面采空区煤自燃危险区域研究与判定

大采高工作面由于围岩压力大、回采速度慢和漏风量大等特点造成煤自燃火灾防治难度较大。因此，采用数值模拟和现场观测相结合的方式研究了梅花井232204大采高工作面煤自燃危险区域分布特征。结果表明：采空区漏风风流从进风巷向回风巷方向渗流，造成氧气浓度在进风侧比较高，且高氧气浓度的范围大，在回风侧氧气浓度相对较低，高氧气浓度的范围也显著缩小。随埋入采空区距离增大氧气浓度逐渐降低，进回风侧氧气浓度分别在105 m和80 m降低到8%。综合判定得到232204工作面采空区的氧化升温带范围在进风区域和回风区域分别为40～105 m和28～80 m。研究结果可为大采高综采工作面采空区防灭火工作提供指导。     

31102采面采空区自燃"三带"实测结果分析

为有效分析31102采空区自燃"三带"的分布规律,根据31102工作面及采空区的具体特征,采用现场采空区埋管抽气的方式进行采空区内指标气体的监测;根据监测结果,对采空区内高温危险区域进行分析,并根据采空区自燃"三带"的划分方法进行"三带"划分。结果表明:31102工作面采空区进风侧散热带为20 m,氧化带为20～108 m,窒息带为108 m;回风侧采空区散热带为20 m,氧化带范围为20～84 m,窒息带为84 m。     

综采工作面采空区自燃“三带”分布规律研究

针对福城煤矿1902N综采工作面采高大、开采条件困难、自然发火隐患较为严重的实际情况,采用在采空区埋设气体采集装置,通过束管传输,利用真空抽气泵取气,色谱仪分析的方式进行了采空区自燃“三带”的观测.通过分析,确定以氧气浓度作为自燃“三带”的划分依据.采空区氧化带范围为29～50 m,氧化带宽度最大处在采空区进风侧.     

综采工作面采空区防灭火技术研究

11506综采工作面回采期间面临的主要问题为采空区遗煤自燃，依据采面现场情况采用综合防灭火技术措施，现场应用取得显著成果。主要成果如下：(1)采用束管监测系统确定11506综采工作面采空区三带分布范围，散热带、氧化带及窒息带范围分别为采面后方0～90 m、90～200 m、200 m以里；(2)将氮气释放口布置在散热带、氧化带交汇位置，具体采面后方100 m位置，注氮压力0.2 MPa,通过注氮显著降低采空区氧气浓度、温度；(3)将采面配风由1 550 m³/min调整至1 300 m³/min,并在采空区漏风位置增设风障，减少采空区漏风量；(4)采面推进缓慢位置喷洒浓度15%～20%阻化剂，减缓或者抑制遗煤自燃。现场应用后，11506综采工作面采用的防灭火技术措施影响了采面生产，同时回采期间回风隅角及回风巷内均未监测到CO,采用的防灭火技术措施取得显著应用成果。     

辛置矿综采工作面采空区自燃“三带”分布研究

为了研究辛置煤矿2-109综采工作面采空区自燃“三带”分布范围,采用采空区埋管的方式对工作面正常推采期间采空区内温度和O2浓度的变化规律进行监测,得到了采空区进风侧、中部(靠进风侧)、中部(靠回风侧)、回风侧的范围,为矿井制定采空区防火措施做好基础。     

Ⅱ类自燃煤层自燃氧化规律分析

针对Ⅱ类自燃煤层易发生煤炭自燃的现状,以袁店一矿1023工作面所属10号煤层为研究对象,对1023工作面采空区煤炭的自燃氧化规律进行了研究。通过在采空区埋设抽气管路,测定采空区温度以及O2、CO2浓度等在工作面推进过程中的动态变化并进行分析。结果表明:采空区内CO2浓度分布符合"一源一汇"工作面的采空区漏风流场分布规律,且回风侧比进风侧更早进入窒息带;采空区自燃"三带"的具体分布范围:散热带距工作面中部距离为0~18.8 m,自燃带距工作面中部距离18.8~71.1 m,窒息带距工作面中部距离大于71.1 m,依据划分的自燃"三带"范围计算出该工作面最低适宜回采速度为42 m/月。