尾巷瓦斯抽采下采空区煤自燃升温的数值模拟

针对尾巷抽采瓦斯抽放对长壁工作面采空区煤自燃升温影响的问题,利用化学反应动力学理论和换热关联式建立了包含热源和空气与固体换热关系的煤自燃升温模型,借助FLUENT软件计算了不同条件下采空区氧气稳态分布情况和温度动态变化过程。结果表明:同未抽放相比,深部大流量的瓦斯抽采会显著改变采空区流态,造成氧气向采空区纵深发展,煤自燃引起的升温速率会明显加快,高温区域范围扩大并向后移动。注氮可以将一定范围内的氧气浓度控制在较低的水平,并对控制范围内高温区域的升温速率随着时间推移起到不同程度的抑制作用,但对抽放口附近区域的温度抑制帮助不大。     

采空区瓦斯与煤自燃协同防控关键参数研究

采空区瓦斯抽采与煤自燃防控相互影响,工作面配风量、抽采负压和高抽巷位置等参数影响了采空区自燃危险区域范围。通过在天池矿301工作面采空区内布置监测点并分析气体变化,确定了采空区瓦斯与煤自燃灾害协同防控的关键区域。结合瓦斯抽采和采空区煤自燃的耦合作用机制,采用数值模拟和现场实测方法确定了工作面配风量、高抽巷位置以及推进度等主要关键参数。研究结果表明:当工作面配风量为3 000~3 500 m3/min,推进度为1.39~6.84 m/d,高抽巷与顶板垂距为30 m,与回风巷平距为25 m,抽采负压为14.5~17.5 k Pa时,既能确保抽采效果,也可有效地防止采空区煤自燃。     

采面供风量与采空区遗煤自燃危险性关系分析

根据实验得出的规律和测试的数据，结合采煤工作面能够实测和掌握的信息资料，推断采空区氧化带范围，进而判断采空区遗煤自燃危险程度。     

综采采空区瓦斯运移规律及抽采研究

综采采空区瓦斯涌出源多,影响因素多,运移过程复杂,往往导致回采工作面上隅角的瓦斯超限,甚至引起工作面回风流中瓦斯超限,更为严重地还导致成分区总回风巷瓦斯超限,严重威胁到整个矿井的安全生产.基于前人关于采空区瓦斯运移的研究成果,采用FLUENT数值模拟研究了某煤业公司的2328综采工作面采空区瓦斯运移规律,并采用同样的方法数值模拟优化研究了上隅角瓦斯治理的参数,现场实践取得了较好的抽采效果.     

论采空区瓦斯分布规律及瓦斯抽采方法的研究

随着煤矿生产规模的不断扩大与开采能力的提升,采空区瓦斯涌出问题日渐严重,目前一些矿井采空区瓦斯涌出量已经达到全矿井瓦斯涌出总量的50％、甚至70％,极大地增加了矿井的通风负担与潜在危险隐患.本文在分析生产采空区与封闭采空区瓦斯涌出的不同成因及其分布规律的基础上,提出了采取技术成熟、高效可靠、有针对性的抽放措施,保障井下作生能顺畅、安全进行的具体方法.     

潘三矿立井揭煤瓦斯抽采模拟研究

瓦斯抽采对于立井揭突出煤层起到重要的作用,准确的确定钻孔瓦斯有效抽采半径和合理的在待抽煤层中布置抽采钻场对煤层消突具有关键性作用。基于多孔介质中流体流动达西定律理论,采用COMSOL Multiphysics软件对该煤层瓦斯抽采进行了模拟。模拟结果表明,此煤层的瓦斯有效抽采半径为3m,随着抽采时间的增加,煤层瓦斯压力逐渐的降低,但降低的速率会逐渐的减小。瓦斯抽采30天后,其残余的瓦斯压力为0.18MPa,这与现场实测的最大残余瓦斯压力0.2MPa相接近,这说明了模型的可信性,其模拟结果可为瓦斯抽采设计提供参考。     

高抽巷抽采负压对采空区漏风及自燃带的影响

为防止遗煤自燃,结合山西某矿9101工作面实际,在抽采负压分别为0、8、12、160、20、24 k Pa时,利用计算流体力学软件Fluent,进行数值模拟。结果表明:不同抽采负压对采空区的漏风流场分布及采空区的漏风量均有显著影响。在回风侧采空区其受到高抽巷的影响比进风侧采空区大,导致工作面漏风风速在回风侧差别较大;不同抽采负压条件下采空区自燃带宽度均为中部>进风巷侧>回风巷侧。抽采负压为12 k Pa时,采空区自燃带宽度平均值为87 m,为自燃带宽度曲线的凹点。12 k Pa为临界点,临界点之前抽采瓦斯纯量增速较快,临界点之后抽采瓦斯纯量增速缓慢。综合考虑高抽巷抽采瓦斯纯量和采空区自燃带宽度,9101工作面高抽巷抽采负压确定为12 k Pa左右。     

灰分对煤自燃特性影响的实验研究

为了研究灰分对煤自燃能力的影响作用,利用绝热氧化实验装置对不同灰分含量煤样进行升温氧化实验,采用R_(70)、T_(CPT)、B3种指标表征灰分含量对煤样自发氧化过程的影响。结果表明:1)灰分含量越大,煤样低温氧化阶段温升速率越小,温升加速点温度越高,煤样的自发氧化过程越慢,煤越不易自燃;灰分含量大于40%后,煤自燃倾向性快速减弱。温升加速点是反应微观信息的零活化能温度的宏观累计结果,具有直观且滞后的特点。灰分越大,滞后越明显,温差越大。2)R_(70)、T_(CPT)、B3种指标与灰分关系表现为二次函数。R_(70)和T_(CPT)两种指标显示灰分越大,自燃倾向性越弱,与实践经验相符。受水分权重影响,B指标显示煤样在灰分小于40%时,灰分越大,煤样自燃倾向性越强,这与实践经验相悖。因此,B在判定灰分对煤样自燃倾向性的影响时具有一定的局限性。     

卸压瓦斯抽取及煤与瓦斯共采技术研究

强调指出瓦斯不只是煤矿的一大危害 ,而且它还是一种宝贵的清洁能源。提出了基于采动影响下煤层瓦斯产生“卸压增流效应”的煤与瓦斯共采的理论认识 ,并依此提出了几种井下抽取卸压瓦斯的方法 ,最后分析了煤与瓦斯共采产生的社会经济效益     

煤矿采空区瓦斯抽采方案探讨

根据凤山煤矿煤层赋存条件、一、二采区开拓布置及M19与M26层间距等资料分析,结合一采区瓦斯治理取得的经验对二采区采空区瓦斯治理方法进行比选,在M26和M34煤层瓦斯地质资料不详的情况下,充分利用一采区低负压抽放系统对二采区开采时的采空区瓦斯进行抽放,投入少、便管理、效果好,确保二采区开采期间采空区的瓦斯抽放效果,实现煤矿企业持续稳定发展的安全生产形势和经济效益。使瓦斯治理从局部治理向区域性治理转变。从而形成采空区治理瓦斯的一种新思路、新方法,达到实现有效治理采空区瓦斯的目的,为同类地质条件的煤矿采空区瓦斯治理提供了借鉴经验。     

卸压瓦斯抽取及煤与瓦斯共采技术研究

强调指出瓦斯不只是煤矿的一大危害，而且它还是一种宝贵的清洁能源，提出了基于采动影响下煤层瓦斯产生“卸压增流效应”的煤与瓦斯共采的理论认识，并依此提出了几种井下抽取卸压瓦斯的方法，最后分析了煤与瓦斯共采产生的社会经济效益。     

采空区温度场模拟及煤自燃状态预测

建立了采空区温度场的数学模型,并用有限差分数值方法进行模拟计算.通过计算得出了煤因氧化放热导致煤温随时间变化呈指数上升的规律以及点热源附近温度场随时间的变化规律.提出采用测量煤层中两点间温差的变化来预报高温点温度的方法,此法由于消除了矿井空气温度波动因素的影响,具有较高的稳定性.     

煤与瓦斯共采技术浅谈

本文介绍了煤与瓦斯共采技术的研究现状,在阐明了其理论依据的基础上介绍了其技术方法及设备情况,最后探讨了煤与瓦斯共采应注意的问题以及今后的研究方向。     

煤与瓦斯共采技术探讨

近年来,随着煤矿开采规模和开采深度的变化,矿井瓦斯已经严重制约着矿井的安全生产。随着矿井地质条件不断变化,应该清醒的认识到,煤矿瓦斯的治理刻不容缓,没有解决好该类问题,难以实现安全开采,煤矿瓦斯事故将会更多。本文综述了煤与瓦斯共采技术的研究,为科研工作提供一些依据。     

利民煤矿采空区自燃"三带"划分现场试验

采空区自燃"三带"划分是预防自然发火的基础工作,在利民煤矿Ⅱ011602工作面回风巷敷设束管(2个测点)监测采空区气体变化,采用氧浓度指标获得了采空区自燃"三带"范围,散热带:0～23 m,氧化带:23～110 m,窒息带:大于110 m。依据煤的最短自燃发火期和自燃"三带"范围,计算获得的工作面月最低推进速度为54 m。研究结果能够为制定采空区防灭火措施提供一定依据。     

大直径抽采钻孔在采空区瓦斯抽采中的应用

为解决"U"型通风存在的上隅角瓦斯积聚及采空区瓦斯涌出等问题,研究利用大直径钻孔(φ550 mm)抽采采空区瓦斯技术,该技术通过低负压、高流量对采空区瓦斯进行抽采,从本质上改变采空区漏风流流场,从而降低上隅角瓦斯浓度及减少采空区瓦斯涌出.分析了大直径钻孔抽采上隅角瓦斯原理,从钻孔及护管参数、护管施工技术及参数、封孔工艺三方面研究了大直径钻孔抽采技术,并在中能矿2201工作面应用以抽采采空区瓦斯,测试确定了瓦斯钻孔抽采浓度随着工作面与钻孔的距离的变化关系,确定了最佳钻孔间距为20 m,开孔高度1.2 m可将上隅角瓦斯体积分数控制在0.28%～0.79%,钻孔交替时上隅角瓦斯体积分数控制在0.8%之内.     

煤与瓦斯突出灾害的预测——基于遗传和BP算法

分析了煤与瓦斯突出的非线性动力系统行性和因素指标，利用神经网络的BP算法解决突出的主要性能指标和突出灾害等级的非线性网络连接，特别是利用遗算法的全局优化能力，对神经网络的连接权值、拓扑结构等进行进化操作，设计出具有较好性能参数和全局搜索能力的神经网络模型，同时神经网络也可用地遗传算法的进化训练，遗传算法和神经网络的融合优化了煤与瓦斯突出灾害预测模型，并且该方法对其它灾害预测也有借鉴意义。     

煤自燃模型化合物氧化实验研究

为了从化学层面上阐述煤炭自燃机理,选用苯乙醛、苯甲醚、二苯基甲烷、苯乙醚、苯甲醇、二苯基甲醇和α-苯丙醇作为煤自燃模型化合物,研究在常温至150℃的氧化反应.利用氧化反应装置和分析仪器,定量分析各种活性基团的化学反应动力学和热力学参数、氧化产物,从而推断出其活性大小的不同.结果表明,各模型化合物在常温至150℃之间,均消耗一定的氧气,同时CO、CO2也有不同程度的生成,其氧化特性与煤相似.