采空區(qū)開放式注氮防滅火技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著綜采和綜放采煤方法的大量應(yīng)用，工作面傾斜長度不斷增加，采空區(qū)浮煤大量存在，采空區(qū)常出現(xiàn)自燃發(fā)火現(xiàn)象。由于煤層平均埋深較淺采空區(qū)地表裂隙大部分在溝壑地段，人與機械難以回填,加上采空區(qū)熱量的不斷積聚和遺留的大量浮煤等影響導(dǎo)致采空區(qū)自燃發(fā)火現(xiàn)象嚴(yán)重。此外，大多數(shù)煤礦都存在著長臂后退式開采采空區(qū)防滅火的問題，加之煤炭市場不景氣大部分煤礦已經(jīng)存在以銷定產(chǎn)的現(xiàn)象，促使部分煤礦采空區(qū)自燃發(fā)火現(xiàn)象更加嚴(yán)重，綜上所述，采空區(qū)防滅火工作顯得尤為

2、重要，采空區(qū)防滅火技術(shù)的研究迫在眉睫，采空區(qū)防滅火技術(shù)的研究對使用綜采和綜放采煤方法的礦井的安全生產(chǎn)具有深遠(yuǎn)意義。
　　本文采用了理論分析和現(xiàn)場實踐相結(jié)合的方法進行研究，將整個采空區(qū)看作二維流場，通過Fluent流體模擬軟件模擬采空區(qū)風(fēng)速流場和氧氣濃度流場。以工作面實際參數(shù)為基本依據(jù)，結(jié)合采空區(qū)自然三帶現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果修正Fluent中不確定參數(shù)，使采用Fluent模擬的氧化帶范圍與實測的氧化帶范圍一致,在此基礎(chǔ)上通過比較注氮前后的氧

3、化帶范圍來分析注氮防滅火效果
　　經(jīng)過研究井下應(yīng)用膜分離制氮技術(shù)，選擇輸?shù)苈吠鈴綖?33mm，內(nèi)徑為123mm或者更大直徑的管路，通過Fluent模擬注氮前后采空區(qū)氧氣濃度場的變化情況來驗證注氮效果。得到22204工作面注氮前氧化帶最大范圍約為165m，注氮后氧化帶最大范圍約為110m，通過注氮明顯縮小了氧化帶最大范圍，變化幅值為55m；42105工作面注氮前氧化帶最大范圍約為125m，注氮后氧化帶最大范圍約為84m，通過注氮明

4、顯縮小了氧化帶最大范圍，變化幅值為41m。說明在工作面通風(fēng)風(fēng)量不變、工作面日推進度不變的情況下，通過注氮能減少采空區(qū)浮煤處于氧化帶范圍內(nèi)的時間，最終得出注氮可以有效減少采空區(qū)浮煤處于氧化帶范圍內(nèi)的時間，對礦井的安全回采有利的結(jié)論。
　　本文創(chuàng)新點在于應(yīng)用Fluent流體模擬軟件模擬采空區(qū)風(fēng)速流場和氧氣濃度流場，為本文結(jié)論提供了重要的理論支持。本文的研究成果為使用綜采和綜放采煤方法的類似礦井處理采空區(qū)煤炭自燃發(fā)火現(xiàn)象提供了重要的理論