新集一矿南东翼煤层群开采采空区自然发火防治技术研究

摘要

采空区煤炭自燃是矿井主要灾害之一，而漏风是导致采空区遗煤自燃主要因素，因此分析研究采空区漏风规律以及提出针对性的防灭火技术措施是预防采空区遗煤自燃的主要手段。
　　本文以新集一矿南东翼采区为研究对象，针对南东翼150903工作面回风巷出现瓦斯涌出等现象，通过理论研究、现场试验和数值模拟多角度分析研究新集一矿南东翼采区煤层群漏风规律以及150903工作面采空区漏风流场，并判别150903工作面采空区自燃危险区域，最终提出新集一矿南东翼采区煤炭自燃防治技术并进行效果检验。
　　应用能位测定结合双元示踪检测法对南东翼采区煤层群漏风进行检测，定性分析判断存在漏风通道并分析得到漏风源漏风汇，定量计算得到最大漏风速度。应用连续恒流释放单元示踪气体检测法，分析研究150903工作面漏风规律并进行倾向风量分布测试，得出邻近层采空区漏风量为0.59 m3/s。利用Fluent数值模拟软件，建立得到150903工作面采空区渗透率分布模型以及漏风流场分布模型，符合采空区冒落压实的“O”型圈分布，得出采空区进风侧走向10～75m，回风侧走向15～110m及综采支架后方走向5～15m为采空区自燃危险区。
　　依据以上研究结果，建立新集一矿南东翼煤炭自燃防控体系，分别提出预测预报技术、喷浆堵漏技术以及均压技术等针对性的防灭火技术措施，并对150903工作面风巷进行瓦斯浓度及涌出量检测，检验得出南东翼采区防灭火技术措施实施有效，为矿井安全生产提供理论依据。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 漏风测定技术研究现状

1．2．2 采空区气体流场模拟研究现状

1．2．3 采空区自燃防治理论技术现状

1．3 本文研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究技术路线

2．1 矿井概况

2．2 工作面概况

2．2．1 工作面位置、范围、与邻区及地表关系

2．2．2 煤层结构、厚度及其分布情况

2．2．3 开采技术条件

2．2．4 工作面开采和通风系统

2．2．5 防灭火系统

3 南东翼采区采空区漏风规律研究

3．1 南东翼采区能位分布规律研究

3．1．1 测定方法、仪器、人员组织和参数

3．1．2 测定路线以及测点布置情况

3．1．3 测定结果与分析

3．2 南东翼煤层群漏风规律研究

3．2．1 煤层群漏风规律研究机理

3．2．2 双元示踪气体脉冲释放法漏风检测

3．2．3 示踪气体检测结果及分析

3．3 150903工作面漏风规律研究

3．3．1 示踪气体的选择

3．3．2 气相色谱仪

3．3．3 150903工作面邻近层采空区漏风测试

3．3．4 150903工作面倾向风量分布测试

3．4 本章小结

4 150903工作面采空区数值模拟研究

4．1 数值模拟研究目的

4．2 物理及数学模型建立

4．2．1 物理模型

4．2．3 数学模型

4．3 基本假设

4．4 模型边界条件

4．5 150903工作面采空区流场模拟研究

4．5．1 模拟方案

4．5．2 模拟结果

4．5．3 采空区渗透率分布分析

4．5．4 工作面采空区漏风流场及自燃危险区域分析

4．6 本章小结

5 新集一矿南东翼煤层群采空区煤炭自燃防控技术

5．1 南东翼煤层群采空区煤炭自燃防治技术

5．1．1 预测预报技术

5．1．2 堵漏技术

5．1．3 均压技术

5．2 南东翼采空区防灭火技术实施效果

6 主要结论及展望

6．1 主要结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果