【摘 要】
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煤炭是我国最主要的自然资源,随着煤炭开采的逐步推进,矿井火灾事故频频发生。当开采近距离煤层较近时,上下采空区容易受到干扰形成较多的漏风通道,加大了采空区内煤自燃发火的概率,因此近距离煤层采空区防火成了科研工作者的重点研究课题之一。本文以刘庄煤矿120502工作面为研究对象,以理论分析、数值模拟和现场试验三合一的研究方法对近距离煤层采空区漏风流场分布规律、煤自燃机理及影响因素进行理论研究。深入探究了
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煤炭是我国最主要的自然资源,随着煤炭开采的逐步推进,矿井火灾事故频频发生。当开采近距离煤层较近时,上下采空区容易受到干扰形成较多的漏风通道,加大了采空区内煤自燃发火的概率,因此近距离煤层采空区防火成了科研工作者的重点研究课题之一。本文以刘庄煤矿120502工作面为研究对象,以理论分析、数值模拟和现场试验三合一的研究方法对近距离煤层采空区漏风流场分布规律、煤自燃机理及影响因素进行理论研究。深入探究了采空区这一多孔介质的基本特性对采空区内漏风和自燃“三带”划分的影响,为数值模拟的进行提供了相关的理论基础。借助FLUENT软件,对刘庄矿120502工作面采空区漏风流场、氧浓度场进行数值模拟分析,判定了自燃“三带”的分布。参照现场实测的氧浓度具体数值可以绘制出采空区进风巷一侧的“三带”等值曲线图,与模拟得出的氧化带分布基本一致。并对工作面推进距离为100m、150m、300m、400m、600m这五种情况下氧浓度场进行模拟,分析了采空区自燃“三带”动态分布特性。针对刘庄矿120502工作面采空区自燃危险区域,采用数值模拟方法,模拟了四种不同注氮量情况下采空区内氧浓度分布,并得到750m3/h为最佳注氮量。针对刘庄矿的煤层特点和矿井通风方式,提出了喷洒阻化剂、均压和注氮三种综合防灭火措施,并且制定了矿井防灭火体系,为刘庄矿以及其他类似矿井的安全生产提供理论支撑与技术指导。图[38]表[6]参[65]
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