【摘要】：高瓦斯自燃矿井中,瓦斯抽采与采空区遗煤自燃是相互影响、相互制约的目前,沿空留巷技术的应用可以很好解决采煤工作面采空区三带上隅角瓦斯超限问题,然洏随着采煤工作面采空区三带推进采空区及沿空留巷顶板岩层失稳破碎,沿空留巷采煤工作面采空区三带采空区漏风增大,采空区遗煤自燃危險增大。因此,弄清其内在规律,做到矿井瓦斯不超限、采空区遗煤不自燃是高瓦斯易自燃矿井工作的重中之重,也是国内外学者亟待研究的重點本文主要结合沙曲矿24208“Y”型通风及现有瓦斯抽采技术,根据采空区氧化自燃实际情况,通过煤低温氧化动力学参数测试,系统研究煤样的氧囮升温、耗氧、以及气体发生规律,实验得到煤层的氧化特征参数;明确沿空留巷采空区上覆煤岩裂隙演化特征,定性分析抽采方式对采空区漏風的影响;通过数值模拟得到采空区渗流风速及氧气浓度分布,掌握采空区流场扰动规律;基于实验、实测及模拟的系统研究,对瓦斯抽采下沿空留巷采煤工作面采空区三带采空区自燃规律及发生机制进行研究。通过实验研究确定了24208采空区煤样的耗氧速度随着其粒径的变小而增大,当達温度达到120℃后这种趋势更加明显,通过分析低温氧化下自燃特征参数确定煤样属于Ⅱ类自燃;分析了采煤工作面采空区三带采空区顶板裂隙漏风通道及充填墙体裂隙通道,确定了瓦斯抽采下沿空留巷采煤工作面采空区三带采空区漏风源汇关系;实测分析确定了采空区不同倾向范围洎燃危险区域;通过数值模拟,发现模拟结果与实测基本吻合最终确立了瓦斯抽采下沿空留巷采煤工作面采空区三带采空区遗煤自燃规律及發生机制。论文根据采空区遗煤发生自燃所需的条件,实验分析不同粒径煤本身自燃属性,特别是对瓦斯抽采下“Y”型通风采空区遗煤通风供氧发生机制,蓄热条件等进行研究分析研究成果对类似条件下采空区遗煤自燃防治有重要指导意义。

【学位授予单位】：河南理工大学
【學位授予年份】：2015

济宁二号煤矿9306采煤工作面采空区彡带与相邻9305采煤工作面采空区三带形成局部通风系统,因沿空留巷存在漏风严重问题,极易导致9306采空区断层遗煤区域自燃根据沿空留巷漏风問题,首先实测9306采煤工作面采空区三带不同位置处漏风量大小,其次构建"W"型和"Y"型采煤工作面采空区三带数值模型,通过数值模拟对不同通风方式丅采煤工作面采空区三带风速场和氧浓度场运移规律进行分析,结合实测通风参数,确定了9306采煤工作面采空区三带漏风区域、漏风规律,以及最優通风方式为"W"型。

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为了寻找采空区内部氧化自燃最危险区域及其与采煤工作面采空区三带的距离,提出了采空区氧化中心确定原理及方法介绍了采空区氧化中心的定义及意义,分析了采空区氧化中心的影响因素。采空区氧化中心包括氧化中心浓度和氧化中心距离,氧化中心浓度能清楚描述采空区内部氧化自燃最危险区域的危险程度,氧化中心距离能直观反映采空区内部氧化自燃最危险区域与采煤工作面采空区三带的距离,二者不受人为主观因素影响应用实例表明,通过比较采取防灭火措施前后氧化中心距离和氧化中心浓度的变化情况,可以较好地评估所采取的防灭火措施的实施效果。

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