察哈素3號煤層采空區(qū)自燃機理及“三帶”監(jiān)測研究.pdf

1、察哈素煤礦3號煤層屬于易自燃煤層，最短自燃發(fā)火期為39天。察哈素煤礦為大采高綜采工作面，而煤層自燃一直是影響大采高工作面安全生產(chǎn)的主要原因。31303工作面南西為上一個工作面采空區(qū)，受其影響，31303工作面頂板壓力大，煤層頂板局部破碎，這就很大程度上增大了采空區(qū)自燃的可能性。根據(jù)察哈素煤礦31303工作面的具體情況，對3號煤層自然發(fā)火機理進行相應(yīng)的研究。主要結(jié)論如下：
　　1、對影響采空區(qū)煤炭自燃的內(nèi)因進行了分析，然后檢測了煤樣

2、的硫分、水分、煤巖組分和顯微組分，檢測結(jié)果顯示鏡質(zhì)組含量過高是造成自燃的主導(dǎo)因素；對3號煤層煤樣進行了熱重分析、靜態(tài)吸氧量等實驗研究，得出煤樣的著火點相對較低、吸氧量大的特點，綜合煤樣的檢測結(jié)果和實驗結(jié)果表明了3號煤層的易自燃特性。
　　2、通過在31303工作面采空區(qū)埋設(shè)束管和熱電偶，對31303工作面采空區(qū)的氣體與溫度變化進行了實時監(jiān)測，根據(jù)束管監(jiān)測數(shù)據(jù)劃分出了采空區(qū)“三帶”的范圍。具體是進風(fēng)側(cè)采空區(qū)散熱帶寬度為150.5～1

3、82m，窒息帶寬度為220.6～274.6m?；仫L(fēng)側(cè)采空區(qū)散熱帶寬度為163.7～212m，窒息帶寬度為258.3～263m；根據(jù)溫度變化監(jiān)測數(shù)據(jù)得出采空區(qū)溫度變化比較大的處于采后3～10天，即30～130m范圍內(nèi)，采空區(qū)的煤炭氧化集中在工作面后方的上述區(qū)域中，采區(qū)的注氮、注漿等措施應(yīng)集中在此區(qū)域中，從而提高防滅火措施的針對性和有效性。
　　3、采用FLUENT軟件，根據(jù)31303工作面的實際情況，建立了計算物理模型，模擬了313

4、03工作面采空區(qū)“三帶”的分布情況。為全面研究采空區(qū)“三帶”變化規(guī)律，對不同供風(fēng)量的工況進行了模擬。同時對密閉嚴格封閉工況條件下的工況，模擬了不同風(fēng)量采空區(qū)空氣流場、氧氣濃度場條件下采空區(qū)“三帶”的分布情況。研究表明，隨著供風(fēng)量增大，自燃帶向采空區(qū)深部移動，自燃帶寬度也有所增加。同時聯(lián)絡(luò)巷密閉漏風(fēng)造成了自燃帶深入采空區(qū)的距離增大、范圍增加，氧氣濃度增大并進入采空區(qū)深部，為煤炭自燃提供氧環(huán)境，增大了發(fā)生自燃的危險系數(shù)。
　　通過對察