采空区漏风状况模拟及其分析

通过建立综放采空区三维自然发火预测模型,采用数值模拟软件对高瓦斯煤层抽放条件下综放采空区漏风状况进行了数值模拟,利用模拟结果对采空区进行了煤自燃"三带"的划分,并分析了该工作面采空区浮煤自燃的危险区域及危险程度,可用来指导具有类似情况的采空区浮煤自燃火灾的防治工作。     

“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。     

采空区自燃三带时空演化特征与防治技术研究

针对红会一矿1715综放工作面采空区外因火灾隐患，从时空演化的角度分析了工作面具体冒落情况，优化了工作面采空区孔隙率、渗透率动态分布模型，结合COMSOL数值模拟软件计算了该工作面推进不同阶段采空区三带范围及漏风情况，提出了适宜该工作面的时空联合火灾治理措施。结果表明：总配风量一定情况下，“两进一回”W型通风方式“三带”范围比U型通风方式更小，后者漏风情况更为严峻，自燃发火隐患更大|而采用“两进一回”W型通风方式后，随总配风量增加，自燃三带范围增加且向采空区深部延展，最终确定进风巷风量为300m/min、辅助通风巷风量为400m/min的配风方案为该工作面火灾治理期间最佳通风方案，自燃区域最窄|依据时空联合防治技术方案，于1715工作面进行了现场验证，1715工作面外因火灾隐患得到了有效解决，对国内类似火情治理具有重要借鉴意义。     

浅埋深近距离煤层综采工作面自燃“三带”研究

通过对采空区现场监测、取样分析，得出进、回风侧氧浓度分布、温度等参数，依据自燃“三带”划分方法对浅埋深近距离煤层工作面采空区自燃“三带”进行了划分，确定了安全推进速度。同时基于COMSOL软件对采空区氧浓度与漏风分布进行了“三带”数值模拟，验证其可靠性。结果显示：由于“两道”漏风的存在，浅埋深工作面采空区进、回风侧自燃氧化升温带较宽。同时，通过对采空区自燃“三带”分布规律进行研究，分析了采空区氧浓度分布规律，掌握了浅埋深近距离煤层工作面采空区“三带”分布特征，对矿井防灭火工作具有重要的指导意义。     

煤层群开采自燃“三带”分布规律及防灭火技术研究

为防止近距离煤层群工作面回采后相邻采空区气流互通引起采空区遗煤自燃，以李家壕煤矿31114综采工作面为工程背景，采用现场实测结合数值模拟的方法，对本煤层进风侧、回风侧及上覆采空区氧浓度分布规律进行测定，依据氧浓度分布规律划定了本煤层采空区自燃“三带”分布范围，并给出了工作面安全回采的最小推进度。同时，利用Fluent软件模拟得到煤层群开采上覆采空区氧浓度分布规律，划定了上覆采空区火灾重点防治区域，该区域位于工作面后方50m范围内的上邻近层工作面遗留煤柱，依据遗留煤柱破碎漏风易发火的特征，提出采用地面封堵、隅角封堵、遗留煤柱注浆相结合的综合防灭火技术。     

基于CFD的采空区三维空间漏风流场数值模拟

采空区漏风易引发遗煤自燃灾害,威胁煤矿井下安全生产。为研究和掌握采空区漏风流场分布,以梁宝寺煤矿3308工作面为研究对象,建立采空区三维模型,构建了采空区三维阻力系数分布函数,借助CFD软件对采空区漏风流场规律进行数值模拟。结果发现：工作面向采空区漏风流场的分布在各方向上具有明显的分区域特性|采空区的主要漏风发生在工作面倾向0～10m的范围内,应加强此范围的密封工作,以隔绝漏风通道|数值模拟得到的沿工作面倾向风量与现场实际测量的结果误差较小,验证了数值模拟具有一定的准确性。上述分析为减少采空区漏风,防治采空区遗煤自燃发火等灾害提供一定的理论基础。     

被保护松软厚煤层工作面煤自燃危险性分析与防治技术

随着煤层开采深度逐渐增加，保护层开采成为有效降低被保护煤层瓦斯突出的关键方案，但易造成被保护煤层漏风严重，煤自燃危险性加剧。针对被保护煤层回采工作面采空区煤自燃综合防治问题，通过分析被保护煤层膨胀变形量、裂隙发育情况、采空区蓄热环境、层间立体漏风等危险扰动因素，确定了被保护煤层采空区煤自燃危险区域分布范围；现场采集工作面煤体，通过对煤体自燃产气与放热测试，获得了煤自燃特征参数；制定了自然发火多方位监控分级预警与立体化综合治理双重防治机制；采取了大规模灌浆封堵与凝胶充填密封由“整体”到“局部”的漏风封堵，及采空区危险区域预防性注氮与工作面联合均压防灭火“动静结合”的煤自燃防治措施。数值模拟分析及现场监测结果表明：被保护煤层采空区煤自燃得到有效抑制。     

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。     

综采放顶煤工作面采空区漏风与氧气浓度分布规律研究

根据综采放顶煤工作面采空区的漏风源和漏风汇形式不同，研究了采空区漏风分 布和氧气浓度分布规律，以及注氮量对采空区“三带”的影响，为采空区遗煤自燃的防治提 供了参考。     

综采放顶煤工作面采空区漏风与氧气浓度分布规律

根据综采放顶煤工作面采空区的漏风源和漏风汇形式不同,研究了采空区漏风分布和氧气浓度分布规律,以及注氮量对采空区“三带”的影响,为采空区遗煤自燃的防治提供了参考。     

架后充填沿空留巷工作面自然发火综合防治技术

小青矿E1404综采工作面为架后充填沿空留巷工作面,存在工作面推进速度较慢、沿空留巷墙漏风等与正常综采工作面不同的自然发火隐患。为防止采空区遗煤自然发火或E1403老采空区漏风自然发火,采取了合理配风、留巷墙喷浆漏、采空区喷洒阻化剂、充填河砂、采空区注氮等一系列综合防火措施,杜绝了自然发火事故发生,确保了小青矿E1404工作面安全顺利回采。     

孤岛综放面采空区“三带”数值模拟与实测研究

孤岛综放面在正常回采期间,四周均是采空区,具有复杂的多源多汇漏风通道,采空区后自燃"三带"的确定对防灭火具有重要的意义。根据孤岛综放面采空区的特点,分别通过现场实测和采用FLUENT软件数值模拟的方法,判定实际条件下运河矿1302孤岛综放面"三带"分布规律,为孤岛综放面自燃火灾的防治提供理论依据。     

注氮对相邻采空区自燃“三带”影响模拟研究

相邻工作面开采会导致复杂的漏风情况,浮煤易自燃,增大防火工作的难度。为明确相邻采空区自燃“三带”分布特征及确定最佳注氮防灭火参数,以贵州某矿4244工作面为背景,结合现场实测,应用Fluent流场分析软件,模拟研究不同注氮方案下采空区氧气浓度场分布规律。结果表明,实测结果与模拟相吻合,验证了模拟的可靠性;当注氮位置为X=50 m,注氮流量为100 m3/h时,采空区进、回风巷侧氧化带宽度分别为7 m和38 m,能明显减少本采空区氧化带面积,且能防止氧化带距工作面太近;此工作面进风侧注氮对相邻采空区氧化带影响范围较小,这要求在回采过程中需要对煤柱进行加固,降低孔隙率,控制漏风,减少氧气进入相邻采空区,降低煤自燃风险。模拟结果为相邻采空区灾害防治工作提供了的理论指导。     

兴隆庄煤矿综合防灭火技术的再实践

矿井火灾是矿井五大自然灾害之一,煤炭自然发火是矿井火灾的主要形式,它约占矿井火灾总数的90%,严重威胁着煤矿的安全生产。采空区煤炭自然发火的防治不仅是矿井防灭火的重中之重,更是矿井火灾防治的难点。本文在以往综合防灭火技术应用的基础上,以兴隆庄煤矿B4328工作面的采空区煤炭自然发火防治为例,综合阐述了综合防灭火技术的探索与创新。通过五大防灭火技术的应用与再实践,以工作面和留置采空区束管内的煤炭自然发火指标气体监测数据所呈现的变化为依据,结合防灭火实践的效果对以往的防灭火技术进行了优化,对存在的问题分析总结出相应的改进措施,创新了夹心闭注胶的快速堵漏风技术,实现了B4328工作面的安全顺利回采。     

王庄煤业3801工作面采空区自燃三带划分研究

针对王庄煤业3801工作面采空区遗煤自燃发火防治,通过理论分析确定使用O 2作为煤自燃预报指标气体来判断采空区自燃情况,根据现场监测结果确定了3801工作面采空区自燃三带分布范围。进风侧:0~20 m为散热带,20~125 m为自燃带,大于125 m为窒息带;回风侧:0~10 m为散热带,10~60 m为自燃带,大于60 m为窒息带。并计算出了工作面最小安全推进度为1.1 m/d。该研究结果为矿井防灭火工作提供了科学依据。     

综放工作面高抽巷抽放条件下采空区漏风规律研究

高抽巷在解决易自燃煤层综放工作面瓦斯超限问题的同时,又加剧了采空区漏风及其自燃危险性。为了使工作面采空区防火措施更具有针对性,通过现场实测,研究分析了高抽巷抽放条件下工作面采空区漏风规律,对采空区的自燃危险区域分析、采空区有针对性的控风防火措施的制定具有重要的意义。