西龐煤礦復(fù)采工作面采空區(qū)浮煤自燃規(guī)律及防治技術(shù)研究.pdf

1、煤炭在當(dāng)今世界能源結(jié)構(gòu)中占有舉足輕重的地位，能源危機(jī)的頻頻發(fā)生使得人們?cè)絹?lái)越注重煤炭資源的可持續(xù)節(jié)約性開(kāi)采。采空區(qū)遺煤復(fù)采則可有效地提高煤炭資源的利用效率，尤其對(duì)于資源枯竭的衰老礦井，復(fù)采在資源回收的過(guò)程中顯得更為重要。然而在復(fù)采過(guò)程中由于開(kāi)采煤體松散，采空區(qū)浮煤極易自然發(fā)火，嚴(yán)重威脅工作面的安全生產(chǎn)。因此，研究復(fù)采工作面采空區(qū)浮煤自燃規(guī)律及防治技術(shù)具有重要的意義。
　　 本文以河北省西龐煤礦108復(fù)采工作面為研究對(duì)象，采用實(shí)驗(yàn)

2、對(duì)比、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)復(fù)采工作面采空區(qū)浮煤自燃規(guī)律進(jìn)行研究，并提出以膠體充填封堵的防治技術(shù)對(duì)產(chǎn)生的高溫區(qū)域進(jìn)行治理。首先，采集不同粒徑和經(jīng)過(guò)不同溫度預(yù)氧化的同種粒徑煤樣分別進(jìn)行程序升溫實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比分析得出復(fù)采工作面采空區(qū)浮煤的自燃特性，并與以往大型煤自然升溫實(shí)驗(yàn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)采用數(shù)值擬合的方法得出其自燃特性參數(shù)和粒度影響函數(shù)，以此推算出復(fù)采過(guò)程中浮煤自燃的極限參數(shù)。其次，通過(guò)理論分析與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)相結(jié)合的方法得出復(fù)采工作面采空區(qū)

3、壓力分布、空隙率分布、漏風(fēng)通道分布及滲透率分布的規(guī)律，建立復(fù)采工作面采空區(qū)滲流數(shù)學(xué)及物理模型并對(duì)其邊界條件進(jìn)行合理簡(jiǎn)化。采用Fluent軟件對(duì)復(fù)采工作面采空區(qū)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，得出采空區(qū)內(nèi)部滲流速度及氧氣濃度的分布規(guī)律，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)到的浮煤厚度及實(shí)驗(yàn)得到的煤自燃極限參數(shù)判定自燃的危險(xiǎn)區(qū)域，總結(jié)得出復(fù)采工作面采空區(qū)浮煤的自燃規(guī)律。最后，在開(kāi)采的過(guò)程中對(duì)復(fù)采工作面自燃危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，并采用粉煤灰復(fù)合膠體對(duì)出現(xiàn)的高溫區(qū)域進(jìn)行有針對(duì)性的降