论文部分内容阅读
浅埋近距离煤层群开采过程中,由于上下煤层的多次开采,不仅近距离煤层采空区间会通过裂隙连通,地表与封闭的上部老采空区也会连通,使该开采条件下的采空区漏风源多、漏风通道多,并且漏风线路复杂,一旦采空区发生自燃火灾,产生的有毒有害气体将在多层采空区间流动,发火地点难以判断,给火灾的治理带来困难。另外,地表漏风进入上部老采空区,会将老采空区内积聚的有毒有害气体带到回采工作面,对作业人员的生命安全带来极大的威胁,因此,对该开采条件下的覆岩裂隙产生以及采空区漏风规律进行研究,对确定合理的防灭火措施,防止采空区遗煤自燃火灾的发生,具有重要意义。 本文以酸刺沟煤矿6上109工作面至地表部分为研究对象,针对该矿煤层埋藏浅、煤层群间距小,地表与采空区间以及采空区间易连通的特点,首先通过UDEC数值模拟软件,分别对上部煤层以及下部煤层回采过程中裂隙的发育规律进行了研究,通过研究发现,上部浅埋煤层开采后,上覆岩层产生的裂隙不会与地表连通,下部煤层6上109工作面从开切眼开采至60m时,上下采空区间通过裂隙连通,开采至90m时,由于二次开采的影响,上部老采空区覆岩裂隙与地表连通。 在掌握了酸刺沟煤矿煤层开采过程中的裂隙连通情况后,建立采空区漏风数值模型,通过Fluent数值模拟软件对地表与采空区连通时的采空区漏风进行数值模拟,通过模拟结果发现,地表向上部老采空区漏风的同时,下部煤层工作面采空区进风侧通过顶板裂隙也向上部老采空区漏风,造成上部老采空区内氧浓度分布复杂,局部氧浓度高于7%,存在自然发火的危险性。上部老采空区来自地表与底部采空区的漏风,最终汇入底部采空区回风侧,加大了该区域的氧化带宽度。 通过对酸刺沟煤矿采空区漏风规律的研究可以看出,该矿漏风源多,采空区漏风量大,上部老采空区内的有毒有害气体易涌入工作面,因此,仅使用注惰、封堵、密闭等常规措施很难达到理想的治理效果,因此,在回采工作面建立以多层采空区局部动态平衡调控技术为主,配合多种常规防灭火措施的自燃火灾防治技术体系,对采空区间的压差进行自动调控,减少了采空区的漏风,大幅降低了采空区内氧浓度,有效降低了遗煤自然发火的危险性以及有毒有害气体涌入工作面的可能性。