正行礦注氮條件下抽采對(duì)采空區(qū)氧化“三帶”寬度影響研究.pdf

1、汾西正行礦1502綜放工作面遺煤量多，屬于易自燃煤層且含磷、硫量較高。由于1502工作面的瓦斯涌出量比較大，根據(jù)自身的實(shí)際情況采用高抽巷負(fù)壓抽放保證工作面安全生產(chǎn)和防治上隅角瓦斯超限，由于抽放的同時(shí)引起采空區(qū)負(fù)壓的增大，負(fù)壓引流作用使采空區(qū)漏風(fēng)增加，極大地提高了采空區(qū)遺煤自燃的風(fēng)險(xiǎn)。所以在抽放的同時(shí)進(jìn)行采空區(qū)埋管注氮來控制采空區(qū)氧化帶的寬度。針對(duì)汾西正行煤礦1502綜放工作面開采具有高瓦斯易自燃的特點(diǎn)，本文首先從采空區(qū)瓦斯運(yùn)移理論和滲流

2、規(guī)律進(jìn)行分析得出綜放工作面的瓦斯涌出主要來源于采空區(qū)的高濃度瓦斯。對(duì)工作面后方采空區(qū)上覆巖層垮落特點(diǎn)及各區(qū)帶的碎脹性和多孔介質(zhì)孔隙性進(jìn)行分析?，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，擬合出采空區(qū)兩側(cè)氧氣濃度、瓦斯?jié)舛入S工作面距離變化的方程，確定采空區(qū)的各個(gè)基本參數(shù)。為建立綜放面采空區(qū)的三維數(shù)值模型提供了可靠的數(shù)據(jù)，通過FLUENT模擬了注氮的同時(shí)使用高抽巷抽采情況下采空區(qū)瓦斯?jié)舛葓?chǎng)、漏風(fēng)場(chǎng)、氧氣濃度場(chǎng)。由于模擬的結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的結(jié)果較為接

3、近，能夠反應(yīng)實(shí)際情況，將結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析后得出采空區(qū)的極限推進(jìn)速度。然后在注氮條件下通過改變高抽巷抽放負(fù)壓，對(duì)采空區(qū)的漏風(fēng)流場(chǎng)、瓦斯?jié)舛葓?chǎng)及采空區(qū)氧氣體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行了模擬后分析研究。觀察高抽巷不同抽采負(fù)壓與回風(fēng)巷上隅角瓦斯?jié)舛却笮≈g的關(guān)系，并建立這種關(guān)系的擬合方程，計(jì)算出回風(fēng)巷上隅角瓦斯?jié)舛炔怀迺r(shí)的最低抽采負(fù)壓。根據(jù)模擬的注氮條件下不同負(fù)壓抽采時(shí)漏風(fēng)場(chǎng)和氧濃度場(chǎng)等值線圖繪制出采空區(qū)自燃“三帶”的劃分圖。得到了不同抽采負(fù)壓與自燃帶寬度之