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煤炭自燃不仅会造成煤炭资源的大量损失和环境的污染,还可能会引发其他煤矿事故,对井下人员的生命安全造成威胁。袁店一井822工作面采用综采放顶煤开采工艺,采空区内遗煤较多,自然发火危险性较大,给煤矿的安全生产带来了重大威胁。该矿目前主要采用注氮防火技术防治采空区遗煤自燃,因此注氮效果的考察及研究最佳注氮工艺参数对该矿的安全开采具有重要意义。本文以袁店一井822工作面为工程背景,通过埋管监测系统,测定822工作面采空区的氧气浓度及温度变化。基于此对采空区自燃“三带”进行了划分,对注氮效果进行了分析。结果表明,氮气的注入在一定区域内有效降低了822工作面采空区氧气的浓度,降低了采空区自然发火的可能性。但机巷侧采空区氧气浓度下降未达到预期效果。通过初步分析该工作面顶板覆岩状况和注氮工艺,正是由于采空区覆岩冒落不充分及注氮工艺不合理造成注氮防灭火措施效果不理想。利用FLAC3D软件模拟了822工作面回采过程中采空区覆岩应力场演化过程。分析了采空区走向及倾向的塑性区分布,划分了采空区水平冒落带“三区”的范围。通过对比分析可知采空区自燃“三带”与水平冒落带“三区”有着基本对应的关系。模拟结果显示,机巷一侧采空区在距工作面70m范围内冒落不实,这也解释了靠近822工作面机巷一侧采空区氧气浓度直到70m以后才降到20%以下的原因。通过Fluent软件模拟了注氮条件下袁店一井822工作面采空区的氧气浓度分布规律,并在采空区不同位置处进行同一注氮量的模拟。对比分析不同注氮位置对袁店一井822工作面采空区氧气浓度分布的影响,确定距离822工作面40m采空区为最佳注氮位置,通过分析注氮量对氧气浓度分布的影响,确定1400m3/h为最佳注氮量。通过上述研究,针对目前袁店一井在822工作面所采取的注氮工艺存在的问题,提出了增加注氮量,增加注氮口埋深,构筑进风侧挡风墙、挂挡风帘等防漏风措施。并设计了袁店一井采空区非间隔式注氮工艺,为本煤层后期开采过程中的防灭火工作提供指导。该论文共有图27幅,表11个,参考文献97篇。