大黃山礦采空區(qū)自燃“三帶”數值模擬及注氮防治研究.pdf

1、長久以來，礦井火災都是煤礦安全生產工作中所面臨的重要問題，尤其是在厚煤層的開采過程中顯得極為重要。厚煤層開采過程的主要采煤工藝是綜采加放頂煤，相對于其它采煤工藝，這種采煤工藝的特點是工作面產量大，采空區(qū)的遺煤和殘煤比較多，堆積較厚。這就為采空區(qū)煤體的蓄熱提供了良好的物質條件，再加上采空區(qū)漏風等因素的影響，采空區(qū)煤層發(fā)生自然發(fā)火的可能性就大大增加。所以，對采空區(qū)自燃“三帶”的研究對礦井火災的防治具有非常重要的意義。
　　本文以新疆豫

2、新煤業(yè)大黃山礦+735工作面的實際條件為基礎，對+735工作面采空區(qū)的自燃“三帶”范圍和注氮防火技術進行了研究，本文研究的主要內容如下:
　　首先，本文介紹了工作面采空區(qū)的環(huán)境特點，研究了采空區(qū)的上覆頂板特性和采空區(qū)煤巖的碎脹性和滲透性等特點，并對采空區(qū)煤炭自燃理論和采空區(qū)自燃“三帶”的劃分條件進行了介紹。
　　其次，根據非均質滲流連續(xù)性方程、多組分氣體混溶擴散方程和多孔介質的理論，結合+735工作面的實際條件，建立采空區(qū)的

3、物理和數學模型。
　　然后，根據采空區(qū)內的氧氣濃度指標和漏風風速指標，利用FLUENT數值模擬軟件對+735工作面采空區(qū)自燃“三帶”的范圍進行了劃分，并對采空區(qū)的自燃“三帶”特點進行了研究和分析。為了驗證數值模擬的效果，將工作面現(xiàn)場束管監(jiān)測系統(tǒng)采集得到的數據與數值模擬的結果做了對比分析，得出數值模擬結果和實測結果是一致的。
　　最后，對+735工作面的注氮工藝進行了設計，分析了注氮后采空區(qū)內氣體濃度的變化規(guī)律，利用FLUEN