复杂沟通条件下遗煤自燃规律的数值模拟

为了解决复杂沟通条件下遗煤自燃的防治问题,应用数值模拟方法对放顶煤采空区遗煤自燃规律进行了研究.建立了放顶煤采空区遗煤自燃数学模型,并对复杂沟通条件下的放顶煤采空区遗煤自燃规律进行了数值模拟研究.在深部内部漏风边界有高氧浓度时,采空区自燃位置有两处,当考虑老空区内部瓦斯浓度很高和老空区耗氧情况,采空区自燃位置只有一处.只有注氮与阻化联合使用,才能避免放顶煤采空区遗煤自燃的发生.遗煤自燃发火期与工作面推进速度成正比关系,与工作面风量、遗煤氧化速度常数成反比关系.该研究对放顶煤采空区遗煤自燃的防治具有一定的指导意义.     

采空区“三带”宽度的研究与测定

介绍了丁集煤矿1262(1)综采面在上下风巷预埋束管,抽取采空区气样,测定使用采空区气体变化情况,通过监测监控,分析采空区氧气浓度沿工作面走向的分布规律,确定采空区遗煤氧化的"三带"宽度,找出工作面推进速度与采空区遗煤处在氧化带时间的关系,为工作面安全回采提供指导。     

束管系统在采空区自燃规律研究中的应用

林南仓矿所采各煤层均属于自燃煤层.放顶煤开采采空区遗煤较多,加之漏风通道较多易造成采空区遗煤发生自燃.利用束管系统对1226采空区气体成分进行了测定分析,得出了该工作面采空区煤炭自燃的发火规律,为合理选择预防采空区煤炭自燃的措施提供了科学的理论依据.     

联络巷对采空区氧化升温带影响的多场耦合模拟研究

在U+L型通风条件下,联络巷的存在对采空区遗煤自燃有重要的影响.为保证矿井安全生产,并为预防遗煤自燃提供依据,根据煤体低温氧化的反应机理,使用UDF将煤氧反应的机理编入FLUENT,对联络巷存在时采空区氧化升温带的分布规律进行多场耦合数值模拟研究.结果表明：联络巷的存在使采空区内风流场、氧浓度场及温度场都发生变化,氧化升温带不仅向回风侧偏移,而且向采空区深部移动且变宽;联络巷与工作面的距离影响氧化升温带的宽度,联络巷距工作面20 m时氧化升温带宽度最大约为25 m;反应进行10 d后,U+L型通风下采空区高温点的升温速率可达1.24 K·d-1,是U型通风的1.5倍,但联络巷相对工作面的位置对高温点几乎没有影响;与U型通风时相比,U+L通风时回风侧的温度场中联络巷口温度最高,而且比U型通风时相同坐标位置的温度平均每天高出4 K,随着联络巷与工作面距离的不断增加,联络巷口升温速率由0.1K·d-1可升至0.9K·d-1,这在整体温度场中虽然不属于高温区域,但具有很好的升温潜质.     

回采工作面防火监测措施

针对平庄煤业集团六家煤矿回采工作面采空区遗煤极易自燃问题,对回采工作面采空区采取了束管监测的措施,同时利用温度传感器对采空区温度进行了监测。通过这两种措施可分析综放工作面采空区自燃"三带"的分布规律,对预防采空区自燃具有指导意义。     

五种工作面通风方式的采空区渗滤流场研究

本文采用水力学模型实验方法,模拟了U.W.Z.Y和H型工作面通风方式的采空区渗滤流场。提出了与采空区遗煤自燃的相关参数为采空区易燃风速带的最大宽度D_(max),实验得出了W型通风方式D_(max)最小,这与计算机模拟的结果一致。因此,从预防采空区遗煤自燃方面采说,W型通风方式优于其它几种通风方式。     

姚桥煤矿7013工作面撤架期间自燃隐患点防灭火技术的研究及应用

针对姚桥煤矿7013工作面撤架期间,工作面支架顶部易出现各类高冒点、裂隙、采空区遗煤等隐患点,若处理不到位易引发煤炭自燃。理论分析了撤架期间煤自燃影响因素为顶板松散煤体、采空区遗煤、采空区漏风和撤架速度慢等因素,提出了综合防灭火技术,包括上下隅角封堵技术、支架顶部压注防灭火材料技术、工作面稳定通风系统技术、快速撤架方案、定期向采空区注浆或注惰气。通过在姚桥煤矿7013工作面撤架期间应用普瑞特Ⅱ型防灭火材料,对工作面上下隅角、沿空侧及高冒点区域采取充填技术,工作面气体浓度降到了正常水平,保障了安全撤架工作以及采空区封闭后采空区防灭火安全。     

基于分形理论的采空区遗煤孔隙率研究

自燃是煤矿的主要灾害,采空区自燃直接影响到回采工作面的生产,甚至能够造成严重的恶性事故。遗煤的存在是造成采空区自燃的根源,采空区内遗煤属于颗粒堆积型多孔介质范畴。由于遗煤颗粒形状相似但粒径大小差别巨大,具有分形特征。本文基于分形理论建立了采空区遗煤的粒径质量分布分形维数模型,并从实际的采空区内取煤样进行筛分对粒径分布特征进行了分析,通过分析计算得出六合煤矿和阜生煤矿的分形维数分别为2.2596和2.0554。分析影响煤自燃的孔隙主要是外部孔隙,对筛分出来的不同粒径的煤进行了外部孔隙率的测定,结合粒径分布的分形维数,对采空区遗煤的孔隙率进行了分析。通过研究粒径分布分形维数来分析采空区内的孔隙率分布,为采空区内孔隙率的研究提供了一个新思路。     

云岗矿低位放顶煤工作面防火技术研究

针对低位放顶煤工作面采空区遗煤较多问题,采用回采期间向采空区喷洒阻化剂进行防火;针对高负压主扇作用下,采空区容易漏风和气体外泄,采取了均压封闭方法,达到了防止采空区自燃和有害气体外泄的目的。     

浅谈特厚煤层下分层工作面采空区遗煤自然发火的防治

分析了特厚煤层分层开采下分层工作面采空区遗煤自然发火的原因,提出了自然发火的防治措施。     

废弃铁矿老采空区赋存特征及稳定性评价

为准确探明废弃铁矿老采空区的赋存特征，科学评价采空区稳定性，有效防控地表塌陷灾害，以顿丘铁矿老采空区为工程背景，研究了废弃铁矿老采空区赋存特征及稳定性。通过开展地球物理勘探和钻孔钻探，获得采空区的平面及层位分布，构建老采空区三维地质模型，实现采空区赋存特征的立体展现；采用采空区地表变形监测、临界载荷影响深度计算和采空区深厚比分析3种方法评价老采空区稳定性。结果表明：顿丘铁矿2#矿体群开采形成的采空区平面面积为4992.5 m2；采空区分为采空纯空区和采空回填区2种形式，层数为2~4层，埋深为38~152 m，厚度为1.6~45.7 m，其中，纯空区最大厚度为10.8 m；2#矿体群开采形成的采空区整体稳定性较差，存在塌陷风险。可见研究方法和结果对铁矿老采空区探测和治理具有一定指导意义。     

极易自燃煤层综放工作面采空区的火灾防治

分析了王营矿极易自燃煤层综放工作面采空区自燃发火的原因，提出了防治措施。试验结果表明，采取的措施不仅对该矿综放工作面采空区火灾防治是合理有效的，对条件类似的矿井也具有参考价值     

W型通风采空区自燃带和瓦斯运移规律的数值模拟

利用计算流体力学软件Fluent对焦煤集团某矿2303综放面采空区进行了数值模拟,研究2303综放面采用W型通风方式下采空区的自燃带和瓦斯运移规律。结果表明:2303综放面采用W型通风系统后,工作面两端压差较少,可以有效防止采空区煤炭自燃,能起到均压防灭火的作用,可以有效的解决上隅角瓦斯超限问题和减小采空区瓦斯爆炸界限宽度,通过对W型通风方式下两条进风巷风量为1:1、1:2、2:3时进行分析得出,当两条进风巷风量相同时工作面向采空区漏风量和工作面两端压差最小。现场实测氧气浓度与数值模拟氧气浓度相吻合,验证了数值模拟方法的可靠性。     

杉木树煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术应用研究

结合杉木树煤矿B4上保护层煤层地质情况,进行切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术应用研究,通过反复现场工业性试验,对聚能爆破相关参数、聚能装置安装方式等进行优化,形成了适合杉木树煤矿地质条件的沿空切顶成巷技术.通过研究,解决了杉木树煤矿万吨掘进率高、采掘接续紧张、保护层开采速度慢等问题,提高了矿井资源回收率.     

内蒙古霍各气铜矿采空区稳定性分析与处理

详尽论述了内蒙古霍各气铜矿的基本情况、工程地质环境条件、空区特征、空区稳定性等影响因素，对空区分别运用理论和数值模拟的方法进行了分析和计算，并对两种计算方法得出的空区稳定性安全系数进行了对比分析．根据得出的主要计算结果分析了空区的稳定性，并结合工程实践提出了相应的处理措施和建议，成功地解决了霍各气铜矿由地下开采转为露天开采时所遗留的空区问题，实践证明具有较高的实用性并产生了巨大的经济效益．     

综放采空区二氧化碳防灭火参数确定

为了实现快速惰化采空区抑制煤氧化而解决针对煤层自燃火灾的防灭火参数问题,采用数值试验方法,通过建立综放采空区注二氧化碳条件下渗流场和浓度场的三维模型,研究了注二氧化碳121不同位置、不同流量时综放采空区自燃"三带"的分布规律.结果表明:最佳注二氧化碳口位于进风顺槽距工作面约20m的采空区,注二氧化碳后氧化升温带最大宽度由进风侧移动到工作面中部,随注二氧化碳流量增加,采空区氧化升温带的最大宽度近似呈线性降低,据此提出了注二氧化碳最小流量的计算方法.该成果对煤层自燃火灾的防治具有一定的参考价值和指导意义.     

高速公路与下伏煤矿采空区的长期稳定性分析

针对某高速公路下伏煤矿采空区的实际勘察资料，使用有限元数值模拟方法对该高速公路下伏煤层随采矿过程的变化规律进行了研究；模拟了煤层开挖前后整个岩体中的应力、应变状况及塑性区变化规律；分析与评价了该高速公路修建后煤矿采空区的应力与变形的特征，并对采空区的长期稳定性进行了评价预测。结果表明，该高速公路下伏的采空区变形尚未完成，必须采取相应控制措施。     

各类密闭墙在矿井中的应用

通过建立沿空留巷围岩结构模型,根据沿空留巷的特点、围岩变形破坏机理和围岩控制的关键层理论,来分析控制沿空留巷围岩变形的关键支护技术。     

采空区充填物探地雷达识别技术研究及应用

设计了一个由混凝土、矿粉和尾砂等材料制成的带空洞的实验模型.在模型的预留空洞中,分别充填水、砂、泥和空气进行了模拟实验,研究不同充填介质在探地雷达探测图像中表现出的特征及差异,进而辨别不同充填介质.论述了采空区探地雷达探测原理与方法,并通过在甘肃厂坝铅锌矿进行现场试验,分析、识别了采空区内充填物类型及状态.实践表明,应用探地雷达技术,可以高效、准确地探测采空区及其充填情况.