杉木树矿S3012工作面采空区自燃发火规律研究

研究采空区自燃发火规律对矿井火灾防治意义重大。对杉木树矿S3012工作面煤样进行工业分析并测试得出,CO和C_2H_4可做为该煤层自燃发火的标志性气体。收集现场监测数据并计算采空区自燃三带分布,与模拟理想条件下自燃三带分布相比较,发现保持严格密闭减少漏风有利于防治采空区自燃发火。根据采空区自燃发火的规律,确定出合理的工作面推进速度为6. 15 m/d,结合现场实际情况提出有效的防灭火措施。     

塔山矿综采工作面综合防灭火技术研究

塔山矿在投产后,针对自身煤层厚（平均厚度17m）、自燃发火期短（最短自燃发火期64天）、产量大（最高月产达100万吨）、采空区遗煤多等特点,实施了以＂注氮为主、灌堵为辅＂的综合防火措施。本文通过对塔山矿综采工作面综合防灭火手段的分析研究,结合工作面＂三带＂分布状况和工作面CO变化规律,对各项措施的适用条件和实施效果进行了系统分析和总结。为工作面综合防灭火提供了有效依据,防止了采空区自燃,保障了特厚易燃煤层综放工作面的安全开采。     

注氮技术在轻放面收尾期间防治自然发火的应用

林南仓矿业分公司综采工作面在收尾期间均不同程度的出现过采空区遗煤自燃发火征兆,且自燃发展迅速,对矿井安全生产形成了极大威胁;注氮防灭火工安全有效,是防治煤矿井下自然发火难题的有效手段。本文根据林南仓矿2216工作面收尾期间的条件,研究确定了注氮参数,有效的防治了该工作面收尾期间的自燃发火事故。     

红庙矿综放面防灭火合理注氮参数

针对红庙矿五区5-2S综放工作面采空区防灭火合理注氮参数确定的问题,采用现场实测、实验室实验以及计算机模拟相结合的方法,数值模拟研究了不同注氮量、不同注氮位置、不同注氮时间对综放面采空区自燃"三带"分布的影响规律.结果表明:随注氮量的增加,采空区自燃氧化带的最大宽度逐渐减小,红庙矿五区5-2S综放工作面合理的注氮量应该为660～800 m3/h;合理的注氮位置为距工作面运顺侧采空区后方10～30 m;每天的累计注氮时间不超过15 h.红庙矿五区5-2S综放工作面在实际生产过程中采用了上述注氮参数,取得了很好的防灭火效果,有效地预防了采空区自燃的发生,保障了工作面的安全生产.本研究对煤矿防灭火具有一定的指导意义.     

花家湖矿111310炮采面综合防灭火技术研究与应用

该文介绍了花家湖煤矿111310炮采工作面回采期间受煤层自燃发火因素影响,而采取具体有实效的措施,采用采空区埋管灌浆、高冒点注氮及注凝胶、风卷高位钻场打钻灌浆等综合防灭火措施防治煤层自燃的过程.     

杜儿坪矿73803工作面注氮防灭火应用研究

针对杜儿坪矿73803综采工作面出现自燃发火预兆并有进一步发展扩大的趋势,提出了采空区注氮方式防火措施,并在该工作面进行了实际应用。结果表明,采取注氮防灭火措施后,各地点CO浓度均明显下降,防火效果显著。     

李嘴孜煤矿急倾斜厚煤层工作面采空区自然发火预防技术

针对李嘴孜煤矿3232(3)工作面具体地质条件,在详细分析工作面煤层自然发火的五种影响因素的基础上,进行了工作面采空区自燃危险区划分分析。根据生产不同阶段的不同特点,采取了不同的预防措施,建立以灌浆注胶防灭火技术为核心,注氮、阻化剂为辅,其它防灭火技术相结合的综合预防技术体系,保障了工作面的安全生产。     

红庙矿易燃煤层采空区注砂防灭火技术

红庙煤矿开采煤层变质程度低，自然发火期仅为1.5～3个月，在工作面后方采空区内浮煤经常发生自燃。经过多年的防灭火经验，当工作面内布置有灌浆管路时，从工作面下端向上端方向依次注砂，在采空区内形成一道砂墙，有效地控制了浮煤自燃。经计算机模拟计算和注砂措施的效果考察，给出了试验工作面的最佳注砂砂墙长度。     

采场自然发火范围的确定

根据实验室的试验确定某一工作面煤炭的灭火最大氧气浓度，或灭火最大漏风风速，用束管监测系统确定采空区该灭火氧气最大浓度所在位置距离工作面的距离，或用SF6示踪技术测定采空区该位置的漏风风速与实验室结果进行比较，从而确定采场自燃发火的范围。     

注氮治理火区技术研究

近年来，中国煤矿氮气防灭火技术有了较大的发展，无论是制氮装备还是注氮工艺均取得了较多的研究成果和防灭火实践经验，该项技术已成为矿井防灭火中不可缺少的手段。但是，就目前情况看，氮气防灭火系统的配套技术仍落后于综采、综放开采技术的发展，特别是注浆等防灭火方法很难适应综放工作面采空区三维空间大和漏风大的特点，致使矿井因火灾而封闭工作面的情况时有发生。为此，要加强氮气防灭火技术椎广，在应用技术方面改进和提高注氮工艺水平，加强与采煤工艺的互相配合，探索在不同条件下更好运用氮气防灭火技术，进一步提高采煤工作面的抗灾能力，减少事故发生。本文以同煤集团大斗沟矿81610工作面和同忻矿8101工作面自燃火灾和火区治理工作中的成功经验进行总结分析，以生产实践中的观测数据为依据，分析了注氮前后火区的变化规律，获得一套可靠、有效的同类火区注氮治理的技术。结果表明：注氮参数的确定是重点；间歇注氮防火成败的关键是要确定合理的防火注氮时机，并严格按此注氮时机汪氮；只有采取采空区深部注氮才能取得好的氮气防火效果。分析可知，合理的注氮措施的实施，对于安全生产的必要性和重要意义。     

天池矿102综放孤岛工作面以风治火技术

 为了防治天池煤矿15#煤层102 综放孤岛工作面采空区煤炭自燃发火,基于采空区自燃“三带”划分标准和数值模拟的方法,采用流体力学COMSOL 计算软件,研究了工作面不同进风量时采空区氧化升温带的变化规律,确定了氧化升温带的范围,得到工作面供风量与氧化升温带宽度的拟合曲线。通过现场实践,研究了加强封堵和均压等以风治火技术对103 回风闭墙采空区CO 体积分数的影响。研究结果表明,U+I 型102 工作面采空区自燃发火主要是由采空区漏风引起;氧化升温带宽度随着工作面供风量的增加而增加;均压后,103 回风闭墙采空区的CO 体积分数由最开始的超过20×10^-6降至5×10^-6。在102 综放孤岛工作面的现场实践表明,运用以风治火技术防治天池煤矿采空区遗煤自燃是可行的,对于类似综放孤岛工作面防止遗煤自燃有一定借鉴意义。     

采空区开区注氮防灭火的数值模拟研究

用迎风有限元法求解了采空区气体渗流方程和氧气的渗流-消耗-弥散方程,用图象显示了注氮时采空区的流态、氧浓度分布变化的流体力学过程和注氮防灭火机理.注氮气能改变采空区的漏风流态,并以氮气等量抑制工作面向采空区的漏风,减少了向采空区的供氧.在采空区的入风隅角处顺流注氮,有利于氮气沿漏风流势移动.注氮流量与氧的惰化浓度线位置近似呈反比例关系.给出用数值模拟确定注氮流量的方法.图7,参8.     

采空区漏风及残煤瓦斯涌出对采场气流的影响

在国内外文献调研的基础上,通过渗流力学、岩石力学、采矿工程等多学科交叉,采用理论分析、数值计算结
合的方法,建立了煤矿采空区瓦斯流动数学模型。采用CFD 技术对漏风流分布及瓦斯浓度场进行研究,获得了整个
工作面上风流的速度和瓦斯浓度的分布情况,得到了漏入采空区和采空区返回工作面风流较为集中的范围,采空区漏
风量与工作面风量之间的变化关系,漏风流速沿采空区衰减规律,确定了整个工作面上瓦斯浓度最高的地方为回风隅
角,采空区内瓦斯浓度最高的区域也是整个采场瓦斯浓度最高的区域。通过对不同送风量的模拟研究,描述了瓦斯浓
度的运移趋势,得到了回风隅角瓦斯浓度与送风量的关系,并且发现近风侧瓦斯浓度梯度较大,增大送风量能降低近
回风隅角瓦斯浓度,但是会增加遗煤自燃的风险。揭示了采空区漏风和残煤瓦斯涌出对采场气体流动的影响规律。     

锚支巷道沿空延迟冒落采空区风流规律研究

锚杆锚索支护的回采巷道采后不及时冒落,形成特殊的沿空漏风边界的采空区流场.运用有限元数值模拟方法,结合铁法小青矿S2-705工作面现场实际,从理论上描绘了采空区漏风流动规律的改变特征,给出风流强度分布图解.研究认为,不冒落形成的沿空漏风边界是工作面向采空区的漏入、漏回的主流边界,漏风强度最高;贴近工作面边界的冒落非压实带存在平行渗流.这种流势导致了在下游回风侧的沿空巷道内形成瓦斯集聚,并提出了预先拆锚杆卸顶或局部通风机抽排放两种解决途径.图5,参5.     

采空区沿空通风巷道边界漏风分布的迭代计算

为了提高计算采空区漏风流动状态的有限元计算精度,提出用迭代方法处理沿空通风巷道(或工作面)边界条件,给出了迭代格式和计算方法,针对工作面的侧漏风问题提出了工作面漏风率的概念,结合算例,从理论上证明沿程漏风巷道的风压分布(1类边界条件)是非线性的,指出在漏风量占总供风量的比例不是很大的情况下,工作面风压分布基本近似于线性分布;迭代收敛的快慢与漏风量大小有关.     

用阻化剂防灭火技术安全回采易燃分幅工作局面

论述了铁法煤业集团晓南矿利用凝胶阻化 剂防灭火技术，对采煤工作面漏风通道的检测及对漏风带合理布置防火钻孔，向防火钻孔注凝胶，同时对采空区及高冒顶区实施汽化阻化防火，起到了煤层堵漏隔绝供氧、阻化降温的作用，从而实现了易燃分幅工作面的安全生产。     

庞庄煤矿采空区“三带”范围确定及防灭火技术研究

针对庞庄矿7431综放工作面实际情况,沿采空区倾向布置4个测点,对采空区气体成分进行测定,采用三次样条插值的方法,按O2、CO浓度确定采空区"三带"的宽度、具体范围及遗煤处于氧化带的时间,最后根据"三带"范围确定了现场防灭火技术的实施工艺,有效防治了采空区遗煤自燃,保证了工作面的安全回采。     

采空区场流数值模拟程序(G3)实现与应用

基于非均质多孔介质漏风渗流方程、分相气体(瓦斯、氧、CO)渗流-扩散方程和多孔介质渗流综合传热方程,建立了采空区安全(瓦斯、自然发火等)分析数值模型,开发了用迎风格式有限元方法联立求解计算机程序(G3).结合Y形通风形式采空区的求解实例,展示了G3能够适应各种复杂边界条件,并给出工作面开采条件下采空区内各相气体和温度变化的图形分布解G3中采空区按冒落非均质介质处理;考虑了瓦斯涌出对自燃的耦合作用,并能反映工作面推进、通风量等因素影响关系.可操作性好,能对各种情况做任意性模拟试验,便于从理论上描绘采空区漏风流态,动态描绘了瓦斯、氧、CO浓度和温度的分布状态及其变化过程.图7,参16.     

W型通风冒落采空区流场数值模拟计算

针对冒落采空区通风比较复杂的问题，基于非均质多孔介质漏风渗流方程建立了冒落采空区漏风流态的有限元数值模型．结合现场实例，对W形通风复杂边界形式的采空区风流规律进行了求解。从理论上描绘了W形通风采空区的风压分布等值线和流函数线（分布解），该计算方案对W形通风复杂边界条件仍能满足流网正交；求解方便迅速，可操作性好。指出W形通风采空区明显降低工作面两端风压羞，缩小漏风范围的效果。