注氮對采空區(qū)煤炭自燃“三帶”影響的研究.pdf

1、煤在自然界的自燃現(xiàn)象是一直客觀存在的。礦井火災(zāi)伴隨的有毒有害氣體還將可能引起礦井的瓦斯爆炸，對井下工作人員以及生產(chǎn)設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重的安全威脅。煤體自燃同時會致使煤炭資源的大量浪費(fèi)，并導(dǎo)致環(huán)境惡化，從而帶來人員的傷亡和龐大的經(jīng)濟(jì)損失，尤其是近些年，隨著綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展，礦井的開采強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，采空區(qū)的范圍也隨之增大，通風(fēng)系統(tǒng)也變得更加復(fù)雜，致使煤體自燃火災(zāi)最能成為影響煤礦生產(chǎn)安全的主要災(zāi)害之一。據(jù)資料分析，全國重點(diǎn)煤礦與統(tǒng)配煤礦中，自

2、燃火災(zāi)的次數(shù)占整個礦井火災(zāi)總次數(shù)的90％以上，其中發(fā)生遺煤自燃的采空區(qū)火災(zāi)占總火災(zāi)次數(shù)近60％，因此，井下采空區(qū)是自燃火災(zāi)發(fā)生的主要區(qū)域。
　　本文以正行煤礦1504工作面綜放采空區(qū)遺煤量多、遺煤易自燃、冒落高度大以及工作面推進(jìn)速度慢等因素為背景，對采空區(qū)進(jìn)行了注氮惰化氧化帶防滅火措施，建立了注氮防滅火以及束管檢測的完整防滅火體系。首先，通過采集14、15煤的煤樣，運(yùn)用熱分析實(shí)驗(yàn)以及程序升溫氧化實(shí)驗(yàn)，得出14、15煤在不同水分和粒

3、徑條件下的放熱量與吸氧量隨溫度變化的規(guī)律，以及14、15煤在低溫氧化條件下的氣體生成規(guī)律，并優(yōu)選CO與C2H4作為采空區(qū)煤體自燃的指標(biāo)性氣體。其次，結(jié)合以往的注氮工藝經(jīng)驗(yàn)，采用上隅角埋管式的注氮工藝，并通過fluent數(shù)值模擬，確定了最佳注氮口位置，應(yīng)將注氮口安設(shè)在深入采空區(qū)20m的位置，指導(dǎo)了現(xiàn)場注氮以及束管檢測系統(tǒng)的建立。接著，運(yùn)用matlab軟件結(jié)合數(shù)值分析，對采空區(qū)注氮前后的各種氣體含量做了精確處理，并采用有限的數(shù)據(jù)反演出注氮前