综放采空区遗煤自燃的三维数值模拟研究 被引量：31

1

作者 张春 题正义 李宗翔 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期15-21,共7页

为了模拟研究综放采空区遗煤自燃过程,建立综放采空区遗煤自燃的三维数值模型,并给出相关参数的确定方法。以五龙矿3123综放面为例,进行综放采空区遗煤自燃过程的三维数值模拟研究。结果表明:综放采空区模拟得到的速度场、浓度场、"... 为了模拟研究综放采空区遗煤自燃过程,建立综放采空区遗煤自燃的三维数值模型,并给出相关参数的确定方法。以五龙矿3123综放面为例,进行综放采空区遗煤自燃过程的三维数值模拟研究。结果表明:综放采空区模拟得到的速度场、浓度场、"三带"划分及遗煤升温过程,与现场情况基本相符。综放采空区氧化带形态近似为一倒"7"字形,综放采空区高温区域可以有多处,并且高温点位于底板以上约0.8 m处。通过模拟分析,还得到综放采空区氧化带高度及遗煤升温时间与工作面供风量近似满足指数函数关系。当供风量较小时,氧化带宽度与供风量成正比;当供风量较大时,氧化带宽度不再随供风量发生变化。 展开更多

关键词 综放采空区 遗煤自燃 三维数值模拟 工作面供风量 高温区域

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复合采空区遗煤自燃极限参数变化及危险区域判定 被引量：14

2

作者 章飞 《矿业安全与环保》 北大核心 2020年第4期66-72,共7页

特厚煤层采用分层综放开采时,上分层遗煤易发生二次氧化,致使煤自燃预防和治理的难度加大。为了准确判定下沟矿ZF1801工作面上、下分层采空区遗煤自燃危险区域,通过程序升温实验分析4^#煤层煤的自燃极限参数,并根据气体监测数据判定采... 特厚煤层采用分层综放开采时,上分层遗煤易发生二次氧化,致使煤自燃预防和治理的难度加大。为了准确判定下沟矿ZF1801工作面上、下分层采空区遗煤自燃危险区域,通过程序升温实验分析4^#煤层煤的自燃极限参数,并根据气体监测数据判定采空区遗煤自燃危险区域。研究结果表明:4^#煤层煤的耗氧速率和放热强度随温度的变化均符合高斯型函数关系;随遗煤厚度的增加,下限氧气体积分数逐渐降低,而上限漏风强度逐渐升高;当遗煤厚度一定,温度达到90℃时二者的极限参数最低;遗煤自燃危险区域在ZF1801工作面下分层采空区回风侧20~125 m、宽105 m,在上分层回风巷、进风巷侧0~40 m、宽40 m;当ZF1801工作面推进速度低于2.34 m/d且停采28 d以上时,采空区存在自燃危险。研究结果可为下分层综放工作面末采期间采空区自燃危险区域判定提供参考。 展开更多

关键词 特厚煤层 分层开采 复合采空区 遗煤自燃 极限参数 自燃危险区域

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高瓦斯矿井采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害防控研究 被引量：14

3

作者 王伟东 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第2期178-182,共5页

以乌兰煤矿Ⅱ020803工作面为背景,采用理论分析、数值模拟和现场实践等手段对采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害防控进行研究,研究结果表明:瓦斯爆炸三角形区域主要位于工作面及沿空留巷区域,位于该区域混合气体浓度适宜,一旦遇到有足够能... 以乌兰煤矿Ⅱ020803工作面为背景,采用理论分析、数值模拟和现场实践等手段对采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害防控进行研究,研究结果表明:瓦斯爆炸三角形区域主要位于工作面及沿空留巷区域,位于该区域混合气体浓度适宜,一旦遇到有足够能量的点火源时,就有可能发生爆炸。当同层位的采空区氧化带范围和可爆区域范围重合区域内遗煤发生氧化发应时,会使煤体及其周围温度升高,一旦超过CH4着火点温度时,就会发生瓦斯爆炸。采用高位瓦斯抽放与防灭火一体化钻孔及采空区动态隔离控制技术可使工作面隅角CO浓度、CH4浓度呈现下降趋势,可有效防控工作面瓦斯爆炸与煤自燃耦合灾害。 展开更多

关键词 高瓦斯 采空区 瓦斯与遗煤自燃 耦合灾害 数值模拟

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近距离上下煤层采空区遗煤自燃综合治理 被引量：11

4

作者 刘虎生 秦清河 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第9期137-140,共4页

补连塔煤矿22煤层与上覆12煤采空区的层间距为36-51 m,下煤层的开采易造成上覆煤层采空区的遗煤氧化。22305综采工作面在开采时上覆12煤采空区出现了高温区域。为消除高温区域,采取了地面打钻、钻孔测温、注粉煤灰、注液态CO2、局部封... 补连塔煤矿22煤层与上覆12煤采空区的层间距为36-51 m,下煤层的开采易造成上覆煤层采空区的遗煤氧化。22305综采工作面在开采时上覆12煤采空区出现了高温区域。为消除高温区域,采取了地面打钻、钻孔测温、注粉煤灰、注液态CO2、局部封闭工作面注液态N2、注黄泥浆等综合治理措施。治理效果明显,工作面气体指标保持正常状态,确保了工作面的安全回采。 展开更多

关键词 近距离 上下煤层 采空区遗煤自燃 灭火 综合治理

原文传递

基于CFD的采空区三维空间漏风流场数值模拟 被引量：5

5

作者 满天雷 王伟 《煤炭工程》 北大核心 2019年第9期142-146,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 采空区 遗煤自燃 漏风流场 CFD 阻力系数

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基于“三带”分析的采空区遗煤自燃气体分布规律及自燃危险研究

6

作者 李存洲 《中国矿业》 北大核心 2024年第S01期364-370,共7页

采空区漏风导致遗煤自燃是煤矿最严重的灾害之一,为提高把控采空区漏风遗煤自燃的能力,本文以神东某煤矿31103工作面为研究对象,分析了工作面开采后覆岩“三带”分布特征,探究了采空区覆岩孔隙率分布规律,基于密闭漏风条件下采空区氧浓... 采空区漏风导致遗煤自燃是煤矿最严重的灾害之一,为提高把控采空区漏风遗煤自燃的能力,本文以神东某煤矿31103工作面为研究对象,分析了工作面开采后覆岩“三带”分布特征,探究了采空区覆岩孔隙率分布规律,基于密闭漏风条件下采空区氧浓度分布数值模拟结果对自燃影响性进行研究,并结合31103工作面实际情况分析采空区自燃发火危险性。研究结果表明:当密闭漏风量在5.3 m^(3)/min时,随着密闭位置的增大,漏风源对采空区氧气分布及自燃“三带”分布的影响作用逐渐增强,漏风源形成的高氧区扩大了遗煤的自燃危险性。该研究成果可为类似漏风条件下采空区遗煤自燃的针对性防治提供理论参考。 展开更多

关键词 采空区漏风 孔隙率 自燃发火 氧气分布规律 遗煤自燃

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矿井水酸碱度对遗煤氧化的影响及微观作用特性

7

作者 潘荣锟 汪志国 +1 位作者 胡代民 袁纪为 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第11期19-27,共9页

为研究矿井水酸碱度(pH值)对采空区遗煤自燃特性的影响,采用平顶山煤矿的长焰煤,通过C600高精度微量热仪和气相色谱仪联用,分析低温氧化阶段衍生气体产气规律和热流曲线,并基于实验结果讨论其中的微观机理。研究结果表明:酸性水溶液浸... 为研究矿井水酸碱度(pH值)对采空区遗煤自燃特性的影响,采用平顶山煤矿的长焰煤,通过C600高精度微量热仪和气相色谱仪联用,分析低温氧化阶段衍生气体产气规律和热流曲线,并基于实验结果讨论其中的微观机理。研究结果表明:酸性水溶液浸泡显著促进了煤的氧化性能,且酸性越强,影响越大;碱性水溶液浸泡抑制了煤样的氧化性能;根据推断,认为可能是酸性溶液与煤中的矿物质反应,造成煤的孔隙率增大,促进了煤自燃反应的进程;而碱性溶液与煤样反应产生了沉积物,在一定程度上抑制了煤自燃反应。 展开更多

关键词 矿井水酸碱度 采空区 水浸煤 热动力学 遗煤自燃 标志气体

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岩块尺度对采空区煤自燃区域的影响研究

8

作者 高科 张瑶 +3 位作者 石连增 李启文 刘泽毅 刘玉姣 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期126-132,共7页

为探究综放采空区岩块尺度对煤自然发火的影响,采用Fluent软件数值模拟不同直径岩块条件下采空区的煤自燃规律,分析采空区氧浓度场和风速场,分别以氧气体积分数和风速为指标,确定采空区氧化带面积并以二场叠加场作为采空区煤自燃危险区... 为探究综放采空区岩块尺度对煤自然发火的影响,采用Fluent软件数值模拟不同直径岩块条件下采空区的煤自燃规律,分析采空区氧浓度场和风速场,分别以氧气体积分数和风速为指标,确定采空区氧化带面积并以二场叠加场作为采空区煤自燃危险区划分标准,研究煤自燃危险区域与岩块直径的关系。研究结果表明:当岩块直径由0增加到10 m时,以氧气体积分数为指标,氧化带宽度变小,面积由5563.84 m^(2)减至2602.69 m^(2);以风速为指标,氧化带面积由3376.60 m^(2)减至1262.95 m^(2);将2种指标确定的氧化带进行叠加得到煤自燃危险区,随着岩块直径的增加,其面积由1854.04 m^(2)减至552.91 m^(2),煤自燃危险区最大宽度由20.40 m缩减至9.06 m。研究结果可为采空区煤自燃发火区域的确定提供参考。 展开更多

关键词 岩块尺度 采空区 氧化带 遗煤自燃 数值模拟

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小煤柱沿空掘巷掘进期间综合防灭火技术研究 被引量：2

9

作者 高春明 《山西冶金》 CAS 2023年第6期234-236,共3页

以13207机巷掘进为例,针对巷道掘进期间小煤柱以及邻近采空区内CO浓度超标等问题,提出机巷全断面喷浆封堵漏风通道、小煤柱注浆加固煤柱强度、封堵潜在漏风裂隙和邻近采空区灌浆注氮等综合防灭火技术措施,降低采空区内的O2浓度、加固采... 以13207机巷掘进为例,针对巷道掘进期间小煤柱以及邻近采空区内CO浓度超标等问题,提出机巷全断面喷浆封堵漏风通道、小煤柱注浆加固煤柱强度、封堵潜在漏风裂隙和邻近采空区灌浆注氮等综合防灭火技术措施,降低采空区内的O2浓度、加固采空区的密闭墙、减少采空区漏风量、降低矿井防灭火难度。现场应用,取得了显著的效果,机巷小煤柱内以及邻近采空区内的CO浓度得到有效控制,机巷内未能监测到CO。采用综合防灭火技术措施可为小煤柱沿空掘巷巷道掘进创造良好条件。 展开更多

关键词 沿空掘巷 小煤柱 遗煤自燃 防灭火

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难抽采自燃煤层综放采空区综合防灭火技术 被引量：2

10

作者 张文宇 郑建国 +3 位作者 于贵生 赵怀璞 游国强 金潮 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第10期66-69,共4页

针对某矿难抽采煤层综放采空区遗煤自燃问题,通过分析现场自然发火特征与危险性,制定出5-2S-2综放工作面采空区遗煤自燃综合防治技术,并应用于生产现场。实践表明,实施以采空区注氮为主,降低供风量、加快工作面推进速度、埋管灌浆、砌... 针对某矿难抽采煤层综放采空区遗煤自燃问题,通过分析现场自然发火特征与危险性,制定出5-2S-2综放工作面采空区遗煤自燃综合防治技术,并应用于生产现场。实践表明,实施以采空区注氮为主,降低供风量、加快工作面推进速度、埋管灌浆、砌筑隔离墙等措施为辅的综合防灭火技术,有效防治了采空区遗煤自燃,保障了工作面的安全回采。 展开更多

关键词 采空区 遗煤自燃 自燃特征 防灭火 安全回采

原文传递

新景矿采空区自燃“三带”分布数值模拟研究 被引量：1

11

作者 刘子坚 《江西煤炭科技》 2023年第3期146-148,152,共4页

采空区遗煤自燃对煤矿安全生产有严重威胁。参照采空区现场条件,建立了简化的三维CFD数值模型,研究了采空区自然发火“三带”分布规律。结果表明,当工作面供风量从2500 m^(3)/min升至3000 m^(3)/min时,进风侧采空区氧化带宽度显著增大20... 采空区遗煤自燃对煤矿安全生产有严重威胁。参照采空区现场条件,建立了简化的三维CFD数值模型,研究了采空区自然发火“三带”分布规律。结果表明,当工作面供风量从2500 m^(3)/min升至3000 m^(3)/min时,进风侧采空区氧化带宽度显著增大20~30 m,中部增大10~20 m,回风侧无明显变化,采空区进风侧漏风速度为0.004 m/s的界线从70 m增加到80 m,氧化带进入采空区最深深度由130 m增至170 m。 展开更多

关键词 采空区 遗煤自燃 供风量 三带分布

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煤矿采空区防灭火及工作面端头封堵技术研究

12

作者 尹豹 《山西化工》 CAS 2023年第8期162-165,共4页

针对高瓦斯矿井采空区遗煤易发生自燃现象,工作面端头难封堵易出现封堵不严,引发瓦斯超限存在严重安全隐患的问题,基于晋能控股煤业集团某矿2303工作面采空区防灭火现状,分析了当前采空区防灭火技术现存的不足与工作面端头封堵方法现存... 针对高瓦斯矿井采空区遗煤易发生自燃现象,工作面端头难封堵易出现封堵不严,引发瓦斯超限存在严重安全隐患的问题,基于晋能控股煤业集团某矿2303工作面采空区防灭火现状,分析了当前采空区防灭火技术现存的不足与工作面端头封堵方法现存的缺陷,提出了可采用超高水材料进行井下防灭火的策略,并提出了可采用超高水材料泵送装袋封堵工作面端头的方法,经实际应用,应用这些新材料新技术进行工作面采空区防灭火,工作面防灭火效果明显提高,工作劳动强度显著降低,且作业时间可缩减50%左右,减少了环境污染,取得了较好的应用效果。 展开更多

关键词 采空区 遗煤自燃 防灭火 端头封堵 效果

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海州露天矿南帮主要矿山环境问题分析 被引量：1

13

作者 周春山 《世界有色金属》 2018年第4期179-180,共2页

海州露天矿位于阜新市区中心,是新中国成立后第一座大型现代化露天矿,于1953年7月1日正式投产,2005年7月1日闭坑。经过50多年大规模开采,形成了东西长3.9公里,南北宽1.8公里,深约350米的城市"伤疤",也成为了地质环境破坏的&qu... 海州露天矿位于阜新市区中心,是新中国成立后第一座大型现代化露天矿,于1953年7月1日正式投产,2005年7月1日闭坑。经过50多年大规模开采,形成了东西长3.9公里,南北宽1.8公里,深约350米的城市"伤疤",也成为了地质环境破坏的"重灾区",矿区地质环境状况十分恶劣,该区域存在滑坡、采空区、残矿自燃、防排水系统破坏、边坡失稳等矿山环境问题,严重影响着周边人民群众的生命、财产安全。 展开更多

关键词 滑坡 采空区 残矿自燃 防排水系统破坏 边坡失稳

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31102采面采空区自燃“三带”实测结果分析 被引量：1

14

作者 张斌 《江西煤炭科技》 2020年第3期72-74,78,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 采空区 自燃“三带” 指标气体 现场监测 遗煤自燃

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