柔性掩护支架开采自燃防控技术研究

论文摘要

本文采用理论、计算机模拟、实验室实验和现场测试相结合的研究方式,对柔性掩护支架开采自燃防控技术做了较系统的研究。分析了柔性掩护支架开采采空区遗煤自然发火的影响因素和自燃火源点位置分布规律,归纳总结了柔性掩护支架开采自然发火的特点,并建立了柔性掩护支架开采自燃火灾防控体系;采集煤样进行实验室实验研究,确定了煤层自燃倾向性,并通过人工氧化实验,优选CO、C2H4、C2H6、C3H8四种气体为预报煤层自然发火的指标气体,提出了应用CO指标气体预报煤层自燃的判断方法;分析了柔性掩护支架开采采空区冒落岩石的移动特征,推导出柔性掩护支架开采采空区漏风风阻计算公式;应用网络解算理论,结合采空区漏风风阻计算公式,模拟采空区漏风场分布和温度场分布,确定采空区“三带”分布范围;把研究成果应用到现场,有效的防止了李嘴孜矿孔集井-140mA1工作面煤层自燃。通过本文的研究,得出的结论对预防柔性掩护支架开采煤层自燃具有一定指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 研究方法及技术路线
• 2 柔性掩护支架开采自然发火特点
• 2.1 柔性掩护支架采煤法
• 2.2 采空区遗煤自然发火影响因素
• 2.3 柔性掩护支架开采火源点位置分布规律
• 2.4 柔性掩护支架开采自然发火特点
• 2.5 柔性掩护支架开采自燃火灾综合防治体系
• 2.6 本章小结
• 3 煤层自燃特性参数实验测试
• 3.1 煤样的采集
• 3.2 煤的自燃倾向性鉴定
• 3.3 指标气体的优选
• 3.3.1 实验装置
• 3.3.2 实验条件
• 3.3.3 实验步骤
• 3.3.4 指标气体的实验结果
• 3.3.5 指标气体早期预报煤炭自热（自燃）应用
• 3.3.6 影响指标气体的因素分析
• 3.4 本章小结
• 4 柔性掩护支架开采采空区空气动力研究
• 4.1 采空区冒落岩石的移动特征
• 4.1.1 顶板变形及移动规律
• 4.1.2 采空区冒落岩石的移动特征
• 4.2 采空区漏风流态及其判别准则
• 4.3 采空区漏风阻力定律
• 4.4 采空区漏风风阻
• 4.5 本章小结
• 5 柔性掩护支架开采采空区火源位置分布模拟研究
• 5.1 采空区“三带”划分模拟研究
• 5.1.1 采空区“三带”划分条件
• 5.1.2 采空区“三带”划分指标
• 5.2 采空区漏风场模拟
• 5.2.1 漏风场物理模型
• 5.2.2 数学模型
• 5.2.3 采空区漏风场模拟
• 5.3 采空区“三带”分布
• 5.4 采空区温度场模拟研究
• 5.4.1 多孔介质层中热量传输方式及传输途径
• 5.4.2 数学模型的建立
• 5.5 采空区温度场的数值计算方法
• 5.6 采空区温度场的解算
• 5.6.1 采空区氧气浓度场数学模型
• 5.6.2 采空区氧浓度场的数值计算
• 5.7 采空区温度场模拟结果
• 5.8 本章小结
• 1工作面煤炭自燃防控实践'>6 李嘴孜矿孔集井-140mA₁工作面煤炭自燃防控实践
• 6.1 工作面概况
• 6.2 温度检测预测煤层自燃
• 6.2.1 热电偶的布置
• 6.2.2 测定结果
• 6.3 指标气体预测煤层自燃
• 6.4 均压防治技术
• 6.4.1 调压设施均压防灭火的原理
• 6.4.2 压能测定
• 6.4.3 均压措施
• 6.5 防堵漏风通道
• 6.5.1 灌浆防火机理
• 6.5.2 灌浆措施
• 6.5.3 注浆要求
• 6.6 注氮预防自燃
• 6.6.1 氮气防灭火原理
• 6.6.2 注氮措施
• 6.7 本章小结
• 7 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果