学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

易自燃煤层小煤柱掘进煤炭自燃防治技术研究

作　者: 蒯多磊
导　师: 石必明
学　校: 安徽理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 沿空掘进煤柱位能煤自燃数值模拟
分类号: TD752.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 79次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

易自燃煤层沿空掘进煤炭自燃是煤矿主要灾害之一,,严重影响着煤矿的安全生产。准确的推断沿空掘进煤炭自燃的危险区域,预测煤自燃的发火期及高温点的分布,对指导煤矿防灭火和安全生产具有极其重要的意义。本文首先研究了五沟煤矿焦煤的结构对煤炭自燃的影响,并进行了煤的吸氧实验研究,定量的测算出不同温度条件下煤的吸氧量及温度与吸氧量之间的关系,进一步分析了沿空侧遗煤热量积聚过程及其影响因素。其次,建立沿空巷道煤层自然发火区域的数学模型,并用FORTRAN语言编制了解算程序,模拟煤柱在矿压作用下压裂破坏情况对煤炭自燃的影响,结果表明,煤柱的不完整性是导致采空区遗煤自燃的主要影响因素之一。最后,依据1021风巷实际,以沿空煤柱作为研究对象,在煤柱侧设计测温钻孔,利用热电偶现场测温,得出了沿空煤柱钻孔平均温度约为26℃,在一定时间内,各钻孔煤温基本保持在较小范围内变化。通过对沿空煤柱的研究分析,基本掌握了沿空掘进过程中煤炭自然发火的危险区域及高温点分布的特征。根据现场煤柱温度的实测及1017采空区周围巷道位能的测定,较准确的分析出煤柱高温点位置及周围巷道漏风分布,同时,运用数值模拟的方法预测出了小煤柱的不同破坏程度对沿空侧松散煤体自然发火的影响。但随着时间的推移,沿空侧松散煤体温度有升高趋势,具有自然发火危险性。因此,制定了以高温点连续监测为主,局部注浆或注凝胶为辅的防火技术措施,保证了矿井的安全生产。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-14
引言  14-15
1 绪论  15-22
  1.1 问题的提出  15
  1.2 国内外研究现状  15-20
    1.2.1 沿空掘进概述  15-16
    1.2.2 煤炭自然发火机理概论  16-17
    1.2.3 沿空掘进煤炭自燃影响因素  17-19
    1.2.4 沿空掘进煤自燃发火研究现状  19-20
  1.3 主要研究内容和方法  20-22
2 煤的结构特征与低温氧化研究  22-34
  2.1 煤样的工业分析  22
  2.2 煤的物理结构分析  22-27
    2.2.1 煤的表面结构概述  22-23
    2.2.2 煤的孔隙结构与低温氧化的关系  23-27
  2.3 煤的低温氧化特性分析  27-32
    2.3.1 煤对氧气的吸附特性  27
    2.3.2 煤的物理吸附氧实验  27-31
    2.3.3 煤的吸氧量与低温氧化的关系  31-32
  2.4 本章小结  32-34
3 沿空掘进煤炭自燃及其影响因素分析  34-44
  3.1 沿空煤柱破裂影响因素分析  34-35
  3.2 沿空煤柱的升温条件  35-40
    3.2.1 松散煤体的放热量  35-36
    3.2.2 松散煤体中的热量传递方程  36-40
  3.3 温度对煤炭自燃的影响  40
  3.4 漏风强度对热量积聚过程的影响  40-41
  3.5 氧浓度对煤炭自热的影响  41
  3.6 空隙率对煤炭自热的影响  41-43
  3.7 本章小结  43-44
4 沿空掘进煤炭自燃数值模拟分析  44-52
  4.1 初始条件  44
  4.2 建立数学模型  44-45
  4.3 计算区域  45-47
  4.4 数值模拟程序框图  47-48
  4.5 数值模拟结果分析  48-50
  4.6 本章小结  50-52
5 沿空掘进煤炭自燃现场试验研究  52-68
  5.1 现场试验概况  52-53
  5.2 煤柱测温预报自燃发火  53-61
    5.2.1 钻孔及封孔施工方案  53-54
    5.2.2 测温系统的选择  54-55
    5.2.3 热电偶测温探头的布置  55-57
    5.2.4 煤柱温度测定结果分析  57-61
  5.3 1017采空区周围巷道位能测定分析  61-66
    5.3.1 测定仪器  61
    5.3.2 测点路线及主要计算公式  61-64
    5.3.3 测点的布置及测定结果  64-65
    5.3.4 位能测定结果分析  65-66
  5.4 本章小结  66-68
6 沿空掘进煤炭自燃防治技术研究  68-76
  6.1 煤自燃防火技术概况  68-69
  6.2 沿空巷道煤自燃发火危险区域预测  69-71
    6.2.1 沿空巷道煤自然区域  69-71
    6.2.2 沿空巷道自然发火判定依据  71
  6.3 防止漏风和煤柱温度实时监测  71-72
  6.4 加强重点区域管理  72-75
    6.4.1 局部喷浆  72-73
    6.4.2 局部注凝胶灭火  73-75
  6.5 本章小结  75-76
7 结论与展望  76-80
  7.1 结论  76-78
  7.2 展望  78-80
参考文献  80-84
致谢  84-86
作者简介及读研期间主要科研成果  86

易自燃煤层小煤柱掘进煤炭自燃防治技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文