近距離煤層群開采工作面CO來源及聚集規(guī)律研究.pdf

1、煤層群開采期間工作面CO產(chǎn)生來源較多，在大多數(shù)情況下是因?yàn)椴煽諈^(qū)浮煤自燃產(chǎn)生，在神東礦區(qū)工作面正常生產(chǎn)期間工作面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)高濃度的CO，給預(yù)報(bào)采空區(qū)浮煤自燃的指標(biāo)氣體確定帶來了難度，嚴(yán)重影響了礦井的安全生產(chǎn)。
　　為認(rèn)識(shí)淺埋近距離煤層群開采工作面CO來源及聚集規(guī)律，本文以補(bǔ)連塔礦作為典型礦井進(jìn)行研究，首先利用紅外光譜實(shí)驗(yàn)，分析得出該礦2-2層煤煤分子表面活性基團(tuán)并分析了熱解過程中這些活性基團(tuán)的變化。其次采用TG/DSC-FTIR-

2、MS聯(lián)用實(shí)驗(yàn)，通過對煤樣熱解產(chǎn)生氣體的紅外光譜分析，知煤樣熱解的氣體產(chǎn)物中有CO，且各溫度段CO氣體的含量不同、生成速率也不同；通過對煤樣熱解過程的熱分析，得出所選煤樣DSC曲線（差示掃描量熱法）及TG曲線（失重曲線）并對曲線進(jìn)行研究分析，得出了煤樣的臨界溫度點(diǎn)等幾個(gè)特征溫度點(diǎn)；通過對熱解過程的質(zhì)譜分析，得知熱解過程中產(chǎn)生CO等氣體及其產(chǎn)生的大致規(guī)律。再次通過煤樣自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)、煤樣自燃程序升溫實(shí)驗(yàn)，研究了2-2煤層煤樣在實(shí)驗(yàn)條件下的氧化

3、特征溫度、各個(gè)溫度階段產(chǎn)生氣體的情況、不同粒度煤樣生成CO的速率關(guān)系。再次，結(jié)合理論分析和現(xiàn)場觀測，得出煤層群采空區(qū)壓力、空隙率及滲透率的分布規(guī)律，建立了工作面采空區(qū)滲流場的物理和數(shù)學(xué)模型并對模型及其邊界條件進(jìn)行相應(yīng)的合理簡化。利用ANSYS軟件對工作面采空區(qū)流場進(jìn)行數(shù)值模擬，得出采空區(qū)內(nèi)部滲流速度及CO濃度的分布規(guī)律，進(jìn)而得出了采空區(qū)CO運(yùn)移規(guī)律。最后，結(jié)合試驗(yàn)分析與現(xiàn)場觀測結(jié)果，分析了近距離煤層群開采工作面CO的主要來源為采空區(qū)遺煤