高位鉆孔瓦斯抽放條件下采空區(qū)浮煤自燃影響效應(yīng)研究
本文關(guān)鍵詞:高位鉆孔瓦斯抽放條件下采空區(qū)浮煤自燃影響效應(yīng)研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:高位鉆孔瓦斯抽放技術(shù)是治理上隅角及工作面瓦斯超限的有效手段之一。瓦斯抽放改變了采空區(qū)漏風流場,對采空區(qū)浮煤自然發(fā)火造成了很大影響,自燃危險區(qū)域分布亦更加復(fù)雜。因此,研究高位鉆孔瓦斯抽放對采空區(qū)浮煤自燃影響效應(yīng),為確定瓦斯抽放條件下煤自燃綜合防治技術(shù)提供依據(jù)。論文采用理論分析、實驗測試、數(shù)值模擬及現(xiàn)場觀測相結(jié)合的方法,分析了高位鉆孔瓦斯抽放對采空區(qū)浮煤自燃影響因素,優(yōu)選了新疆硫磺溝煤礦(4-5)04工作面煤自燃指標性氣體,模擬得到瓦斯抽采下的采空區(qū)漏風規(guī)律,現(xiàn)場實測掌握了瓦斯抽采下的采空區(qū)“三帶”分布規(guī)律。分析了高位鉆孔瓦斯抽放下采空區(qū)浮煤自燃的影響效應(yīng),主要體現(xiàn)在采空區(qū)漏風通道增多、漏風動力加強、漏風量增大,采空區(qū)惰化平衡破壞,煤自燃危險性加強;诔绦蛏郎貙嶒,測試得到了(4-5)04工作面煤樣氧化過程特征溫度及指標氣體生成速率等特性參數(shù),采用格氏火災(zāi)系數(shù)法確定了瓦斯抽放下采空區(qū)煤自燃危險程度的判別方法。通過數(shù)值模擬,對工作面瓦斯抽放和未抽放條件下的漏風規(guī)律進行模擬,掌握了不同鉆孔位置及抽放負壓下的漏風速率和氧濃度分布規(guī)律。最后,現(xiàn)場實測得到了采空區(qū)自燃“三帶”分布規(guī)律,驗證了模擬結(jié)果的可靠性,對該礦井高位鉆孔瓦斯抽放下煤自燃防治具有指導意義。
【關(guān)鍵詞】:高位鉆孔 瓦斯抽采 浮煤自燃 漏風規(guī)律 數(shù)值模擬
【學位授予單位】:西安科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TD752.2
【目錄】:
- 摘要3-4
- abstract4-9
- 1 緒論9-15
- 1.1 選題背景及研究意義9-10
- 1.1.1 選題背景9
- 1.1.2 選題意義9-10
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
- 1.2.1 瓦斯抽放條件下煤自燃危險性預(yù)測研究現(xiàn)狀10-11
- 1.2.2 瓦斯抽放對采空區(qū)氣體滲流影響研究11-12
- 1.2.3 瓦斯抽放條件下采空區(qū)危險區(qū)域劃分及數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀12-13
- 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線13-15
- 1.3.1 主要內(nèi)容13
- 1.3.2 研究方法13-14
- 1.3.3 技術(shù)路線14-15
- 2 高位鉆孔瓦斯抽放對浮煤自燃影響因素分析15-26
- 2.1 硫磺溝煤礦(4-5)04工作面概況15-16
- 2.2 高位鉆孔瓦斯抽放技術(shù)參數(shù)16-21
- 2.2.1 頂板高位鉆孔終孔布置17
- 2.2.2 頂板高位鉆孔參數(shù)17-19
- 2.2.3 硫磺溝礦(4-5)04工作面瓦斯抽采技術(shù)19-21
- 2.3 浮煤自燃影響因素分析21-24
- 2.3.1 采空區(qū)浮煤自燃傾向性分析22
- 2.3.2 綜放面采空區(qū)浮煤自燃條件及發(fā)火特點22-23
- 2.3.3 硫磺溝煤礦(4-5)04工作面采空區(qū)浮煤自燃影響因素23-24
- 2.4 高位鉆孔瓦斯抽放條件下浮煤自燃影響機制24
- 2.5 本章小結(jié)24-26
- 3 高位鉆孔瓦斯抽放條件下煤自燃指標氣體優(yōu)選26-36
- 3.1 程序升溫實驗過程26-27
- 3.2 抽采條件下煤自燃氣體指標分析27-33
- 3.2.1 實驗結(jié)果及分析27-30
- 3.2.2 鏈烷比、烯烷比分析30-32
- 3.2.3 格氏火災(zāi)系數(shù)分析32-33
- 3.3 高位鉆孔內(nèi)氣體指標的優(yōu)選33-35
- 3.3.1 高位鉆孔內(nèi)氣體作為指標的可行性分析33-34
- 3.3.2 高位鉆孔內(nèi)氣體指標的優(yōu)選34
- 3.3.3 格氏火災(zāi)修正系數(shù)KCO/O234-35
- 3.4 本章小結(jié)35-36
- 4 高位鉆孔瓦斯抽放下采空區(qū)漏風規(guī)律數(shù)值模擬36-52
- 4.1 采空區(qū)氣體滲流理論及滲流參數(shù)36-38
- 4.1.1 多孔介質(zhì)內(nèi)部氣體滲流理論36-37
- 4.1.2 采空區(qū)內(nèi)部流場氣體滲流參數(shù)37-38
- 4.2 采空區(qū)氣體滲流及擴散數(shù)學模型38-40
- 4.2.1 基本假設(shè)38
- 4.2.2 質(zhì)量守恒方程38-39
- 4.2.3 動量守恒方程39
- 4.2.4 能量守恒方程39-40
- 4.2.5 組分輸運方程40
- 4.2.6 邊界條件40
- 4.3(4-5)04工作面采空區(qū)漏風規(guī)律數(shù)值模擬建模及網(wǎng)格劃分40-42
- 4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析42-51
- 4.4.1 仰偽斜工作面對采空區(qū)漏風規(guī)律影響42-43
- 4.4.2 有鉆場抽放對采空區(qū)漏風規(guī)律影響43-45
- 4.4.3 不同鉆孔位置與抽放負壓對采空區(qū)漏風規(guī)律影響45-51
- 4.5 本章小結(jié)51-52
- 5 高位鉆孔瓦斯抽放條件下采空區(qū)自燃“三帶”分布52-64
- 5.1 硫磺溝煤礦(4-5)04工作面現(xiàn)場觀測52-53
- 5.1.1 現(xiàn)場觀測參數(shù)及儀器儀表52
- 5.1.2 現(xiàn)場測點布置52-53
- 5.2 煤層自燃的主要影響因素分析及其參數(shù)測算53-57
- 5.2.1 工作面推進情況統(tǒng)計53-54
- 5.2.2 采空區(qū)浮煤分布統(tǒng)計54-55
- 5.2.3 氧氣濃度測點55-56
- 5.2.4 漏風強度推算56-57
- 5.3 硫磺溝煤礦瓦斯抽放下的采空區(qū)“三帶”57-63
- 5.3.1 采空區(qū)浮煤自燃極限參數(shù)57-59
- 5.3.2 采空區(qū)自燃危險區(qū)域劃分步驟59-60
- 5.3.3 采空區(qū)自燃“三帶”劃分結(jié)果60-63
- 5.4 本章小結(jié)63-64
- 6 結(jié)論64-65
- 6.1 主要結(jié)論64
- 6.2 展望64-65
- 致謝65-66
- 參考文獻66-71
- 附錄 攻讀碩士期間主要成果71
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3 肖e
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