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麻家梁矿采空区遗煤自然发火规律实验研究

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1 绪论

1.1研究背景与意义(Research background and significance)

1.2 国内外研究现状(Research actuality)

1.3研究内容与方法(Research content)

1.4技术路线(Technical route)

2 不同含水率下煤自燃特性实验研究

2.1 程序升温实验(Programmed heating experiment)

2.2实验结果与分析(Experimental results and analysis)

2.3自燃火灾指标性气体(Spontaneous combustion index gases)

2.4本章小结(Conclusion of this chapter)

3 采空区自燃“三带”分布规律实验研究

3.1 采空区自燃“三带”与划分依据(The basis of coal spontaneous combustion “three zones” of full-mechanized caving mining goaf and the division)

3.2 采场风量与空间自燃“三带”范围相关性实验(The dependence experiment between coal mine face air volume and scope of spontaneous combustion "three zones")

3.3 实验结果与分析(Experimental results and analysis)

3.4 本章小结(Conclusion of this chapter)

4 采空区自燃危险区域划分

4.1 综放采空区遗煤分布规律(The law of the remaining coal in goaf)

4.2 综放工作面采场漏风情况测定(Air leakage determination of full-mechanized caving mining stope)

4.3 本章小结(Conclusion of this chapter)

5 矿井自燃火灾预防与应急防灭火技术

5.1综放采空区自燃火灾预防(The prevention technology of spontaneous fire in the full-mechanized caving mining goaf)

5.2 采空区注液氮应急防灭火技术(Theemergency fire-fighting technology forinjection liquid nitrogen in goaf)

5.3 本章小结(Conclusion of this chapter)

6 结论与展望

6.1主要结论(Main Conclusions)

6.2创新点(Main innovations)

6.3研究展望(Research prospects)

参考文献

作者简历

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摘要

朔南矿区麻家梁矿位于山西省朔州市朔城区境内,矿井设计产量12Mt/a,采用综采放顶煤一次采全高回采技术。目前回采的4#煤层平均厚度9.8m,各工作面宽度均为250m,走向长度在2500m左右。由于采空区内部空间漏风量大,回采后产生的遗煤较多,加之采空区常受到顶板涌水的影响,造成采空区内部浸水后的遗煤自燃规律难以完全掌握,给矿井防灭火工作带来极大困难。
  本文以麻家梁矿综放开采工作面为工程研究背景,基于分析影响煤炭自燃的充分和必要条件,开展不同含水率情况下的遗煤自燃特性试验、采空区自燃“三带”分布规律平台模拟实验,通过现场考察,分析研判采空区内部漏风和遗煤分布规律,旨在建立集“火灾预报——火灾预防——应急灭火”三位一体的矿井综合防灭火技术体系。主要研究内容如下:
  (1)通过对不同含水率的煤样进行程序升温试验,确定采空区遗煤在含水条件下的自燃特性,优选出含水遗煤自燃指标性气体,依此建立采空区自燃“火灾预报”体系;
  (2)利用采空区遗煤自燃“三带”模拟实验平台,研究采场通风量大小与空间自燃“三带”动态变化的相关性,分析工作面风量大小的改变与空间自燃“三带”在横向、纵向的范围变化关系;
  (3)通过对割煤、放煤循环全过程连续观测,分析采空区内部实际遗煤分布状态;通过对工作面不同地点通风情况的现场测定,分析采空区内部漏风区域分布情况。由此,确定出采空区遗煤自燃危险区域分布情况;
  (4)针对采空区内部遗煤自燃危险区域分布,提出工作面端头堆垛封堵墙技术,减少向采空区内部漏风,提出采空区注入氮气技术,降低采空区氧气含量,为提高防灭火措施的有效性,提出低温氮气阻化细水雾技术,由此建立采空区遗煤自燃“火灾预防”体系;提出采空区注液氮应急防灭火技术,结合矿井实际开采条件编制应用方案,建立采空区遗煤自燃火灾“应急灭火”技术。

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