高瓦斯矿井煤自然发火规律与防治技术研究

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1、论文题目：高瓦斯矿井煤自然发火规律与防治技术研究专业：安全技术及工程硕士生：李鹏（签名）指导教师：程文东（签名）邓军（签名）摘要矿井瓦斯和煤自燃是影响煤矿安全生产的两大主要灾害，对矿井的安全生产和人员的身心健康构成了严重威胁。高瓦斯矿井回采过程中，工作面和采空区的瓦斯大量涌出，为了保证矿井安全生产需要增大工作面风量来排放瓦斯，同时在尾巷风排和高抽巷负压抽采瓦斯的作用下，增加了向采空区的漏风，使采空区氧化带范围增大，提高了煤自然发火的危险性。本文以天池煤矿301综采面为研究对象，根据其煤层赋存、巷道布置和瓦斯抽采的特点，理论

2、分析了301综采面采空区煤自燃的特点及其影响因素。通过煤自然发火实验，测定了天池煤矿14煤的自燃特性参数。选取原煤样、经瓦斯解吸处理和瓦斯吸附处理后的3种不同瓦斯含量的相同煤样，通过程序升温实验对不同煤温条件下的耗氧速率、CO产生率、CO2产生率及放热强度的分析，研究了氧化自燃过程中瓦斯对煤自燃特性的影响规律，得出相同煤温条件下混样中瓦斯含量越少，氧化反应越剧烈，揭示了瓦斯对煤自燃的抑制作用。根据现场实际，结合采空区埋管观测的相关数据，对天池煤矿301综采面瓦斯抽采条件下采空区“三带”进行划分，确定其自燃危险区域。通过建立

3、瓦斯抽采条件下采空区三维计算模型，应用ANSYSFLUENT14.5数值模拟了采空区漏风流场及瓦斯运移规律，并与现场观测相互验证。最后，提出了采用粉煤灰灌浆注胶和控制采空区漏风为主的煤自燃防治技术，经现场应用取得了良好的效果。关键词：瓦斯抽采；采空区；煤自燃；数值模拟研究类型：应用研究万方数据Subject:StudyontheTechnologyofCoalSpontaneousCombustionRuleandControlofHigh-gasMineSpecialty:SafetyTechnologyandEngin

4、eeringName:LiPeng(Signature)Instructor:ChengWendong(Signature)DengJun(Signature)ABSTRACTMinegasandcoalspontaneouscombustionarethemaindisastersforcoalminesafetyproduction,safetyproductionandphysicalandpsychologicalhealthwerethreatenedwiththem.Duringminingcourseofhi

5、ghlygassymine,alargenumberofgasgushesfromworkingfaceandgoaf.Inordertoensureminesafetyproduction,airflowofworkingfaceshouldbeincreasedtodischargedgas,meanwhileunderendroadwayairexhaustandhighlevelsuctionroadwaynegativepressuregasdrainage,goafairleakagewasincreased,

6、goafoxidizingzonewasenlarged,theriskofcoalspontaneouscombustionwasimproved.Withtheresearchobjectofthe301fully-mechanizedfaceinTianchicoalmine,coalspontaneouscombustioncharacteristicsanditsinfluencingfactorsofthe301fully-mechanizedfacewasanalyzedtheoreticallybasedo

7、nthecharacteristicsofcoalseamoccurrence,roadwaylayoutandgasextraction.Coalspontaneouscombustioncharacteristicparameterswereevaluatedthroughcoalspontaneouscombustionexperiment.Usingthesamecoalsamplescomprisedbyrawcoal,desorptioncoalandadsorptioncoal,oxygenconsumpti

8、onrate,COproductionrate,CO2productionrateandheatliberationintensityunderdifferentcoaltemperaturewereanalyzedbytemperatureprogrammedexperiments.Theinflue