綜放工作面采空區(qū)自燃“三帶”研究.pdf

1、礦井火災(zāi)作為煤礦五大自然災(zāi)害之一，不僅會(huì)造成煤炭資源的大量浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)以及礦工的生命安全造成威脅。在礦井火災(zāi)中，采空區(qū)遺煤自燃占了極大地比重。因此，通過(guò)對(duì)采空區(qū)“三帶”的劃分，以及在不同情況下的“三帶”分布范圍的研究，可為采空區(qū)遺煤自燃發(fā)火提供預(yù)測(cè)及防治措施。
　　本論文中，在數(shù)據(jù)分析階段，數(shù)據(jù)來(lái)源為同煤塔山煤礦8102工作面采空區(qū)內(nèi)部氧氣濃度值，通過(guò)該工作面的束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)采空區(qū)內(nèi)部氣體濃度的測(cè)量，并利用MAT

2、LAB對(duì)數(shù)據(jù)的處理，可以得到立體的采空區(qū)氧氣濃度分布圖以及平面的采空區(qū)氧氣濃度等值曲線圖。利用ORIGIN來(lái)對(duì)各測(cè)點(diǎn)氧氣濃度進(jìn)行擬合，可以得到各測(cè)點(diǎn)的擬合曲線方程，通過(guò)對(duì)擬合方程的求解可以得到氧氣濃度為18％、15％、11％、7％時(shí)各測(cè)點(diǎn)在采空區(qū)內(nèi)部的位置，最終可以確定“三帶”分布圖;在數(shù)值模擬階段，首先，通過(guò)GAMBIT為8102工作面采空區(qū)建模，利用FLUENT流體計(jì)算軟件，模擬采空區(qū)氧氣濃度分布，為了更加準(zhǔn)確的得到其劃分范圍，在采

3、空區(qū)模型內(nèi)橫向每隔20米設(shè)置縱向的4個(gè)點(diǎn)，分析這些點(diǎn)的氧濃度，得到其內(nèi)部氧濃度分布的等值線圖，通過(guò)對(duì)氧氣濃度為18％、7％的等值線的確定，最終可確定“三帶”的劃分范圍。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析所得的結(jié)果和數(shù)值分析所得的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，二者的模擬結(jié)果有一定的差別，但劃分的范圍以及趨勢(shì)接近，可以說(shuō)明結(jié)果的可行性。接著，在調(diào)整工作面供風(fēng)量的條件下，對(duì)其內(nèi)部氧氣濃度分布進(jìn)行模擬，并與沒(méi)改變風(fēng)量前的氧氣濃度分布范圍進(jìn)行比較，分析在改變供風(fēng)量情況下，對(duì)“三帶”

4、范圍的影響情況。最后，在向采空區(qū)內(nèi)連續(xù)注入氮?dú)獾那闆r下，利用8102工作面的束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，收集采空區(qū)注氮后內(nèi)部的氧氣濃度數(shù)據(jù)，利用MATLAB對(duì)數(shù)據(jù)的處理，可以得到立體的采空區(qū)氧氣濃度分布圖以及平面的采空區(qū)氧氣濃度等值曲線圖。通過(guò)ORIGIN來(lái)對(duì)各測(cè)點(diǎn)氧氣濃度進(jìn)行擬合，可以得到各測(cè)點(diǎn)的擬合曲線方程，通過(guò)對(duì)擬合方程的求解可以得到氧氣濃度為18％、15％、11％、7％時(shí)各測(cè)點(diǎn)在采空區(qū)內(nèi)部的位置，最終確定注氮后“三帶”分布圖。結(jié)果為在注氮條件