采空區(qū)瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害防治機(jī)理與技術(shù)研究.pdf

1、隨著煤礦開采深度的增加，瓦斯涌出量增大，瓦斯災(zāi)害日趨嚴(yán)重;同時地應(yīng)力增加，煤巖破碎量增大，地溫升高，煤自燃災(zāi)害也越發(fā)凸顯。兩種災(zāi)害共生的復(fù)合型災(zāi)害已成為煤礦重特大事故的普遍模式。因此，研究采空區(qū)瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害的防治機(jī)理及技術(shù)具有十分重要的意義。
　　瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害特點的普遍共識是相互影響、相互制約，但現(xiàn)場實施時，要二者兼顧，易顧此失彼。因此，須依據(jù)瓦斯與煤自燃兩種災(zāi)害的特點以及各種災(zāi)害的防治方法，研究耦合影響的關(guān)鍵因素

2、，確定防治機(jī)理與方法。由于瓦斯和煤自燃災(zāi)害防治方法的多樣性，相關(guān)研究僅針對某個實例進(jìn)行分析研究，沒有建立適合瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害的預(yù)測、預(yù)報以及治理的綜合防治技術(shù)。
　　本文從兩種災(zāi)害的特性和防治方法著手，認(rèn)為采空區(qū)瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害的防治焦點在于控制采空區(qū)煤自燃，杜絕瓦斯爆炸的引火源，但防治重點是瓦斯。以自燃帶分布為耦合影響關(guān)鍵因素，在防治瓦斯的基礎(chǔ)上研究與防治煤自燃的相互作用和相互影響。瓦斯方面，依據(jù)開采條件和瓦斯涌出量預(yù)測

3、，合理確定風(fēng)量、通風(fēng)形式和推進(jìn)速度，優(yōu)選抽采方法，高效治理瓦斯;煤自燃方面，通過實驗確定煤自燃特性，在防治瓦斯的基礎(chǔ)上從控氧和控時間兩個方面制定防火方法。并由此確立了以預(yù)測、預(yù)報為主的復(fù)合災(zāi)害防治方法。
　　復(fù)合災(zāi)害預(yù)測方面，依據(jù)現(xiàn)場實測建立CFD模型，進(jìn)行數(shù)值模擬預(yù)測研究，從通風(fēng)、抽采和防火三個方面分別模擬分析了不同風(fēng)量和通風(fēng)形式，各種大流量抽采方法，如尾抽、高抽巷、地面鉆井、高位鉆孔和埋管抽采，以及惰化防火對采空區(qū)自燃“三帶”

4、分布的影響，從而確定防治自燃發(fā)火的最低推進(jìn)速度，并依此優(yōu)化通風(fēng)與瓦斯抽采方法，完善防火措施。
　　復(fù)合災(zāi)害預(yù)報方面，通過實驗獲取指標(biāo)氣體和臨界溫度作為分析判定煤體自燃程度的依據(jù)，由束管監(jiān)測的氧濃度分布對數(shù)值模擬模型參數(shù)進(jìn)行修正。
　　基于復(fù)合災(zāi)害防治方法，試驗研究了高瓦斯易自燃煤層惰化防火、高瓦斯強(qiáng)抽采工作面防火和高瓦斯易自燃工作面超大火區(qū)均壓滅火，驗證了復(fù)合災(zāi)害防治效果，建立了適合瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害的預(yù)測、預(yù)報和治理的綜