【摘 要】
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随着煤矿开采深度逐渐增加,煤层温度和采空区围岩温度升高,较高的煤岩温度对采空区遗煤的氧化放热产生影响,增加了遗煤自燃的危险性,氧化升温过程相对普通深度遗煤将有所不同
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随着煤矿开采深度逐渐增加,煤层温度和采空区围岩温度升高,较高的煤岩温度对采空区遗煤的氧化放热产生影响,增加了遗煤自燃的危险性,氧化升温过程相对普通深度遗煤将有所不同,氧气浓度场以及温度场会有较大差异。因此针对深部开采带来的环境高温问题展开研究,以高温矿井孟村煤矿为研究对象,模拟深部采空区环境高温下遗煤氧化升温的情况,研究不同煤岩温度对遗煤自燃过程的影响。采空区内的温度随着遗煤氧化放热而升高,这一升温过程与时间密切相关,因此采用FLUENT的非稳态模型对工作面动态推进情况下的采空区遗煤氧化升温过程进行模拟。由于孟村煤矿局部原岩温度达到33℃,而我国部分地区煤矿的岩温已达到40℃以上,因此对初始煤温为23℃、33℃和43℃等情况下的温升过程进行研究,分析煤岩温度对采空区遗煤自燃过程的影响。研究得到:采空区内高温点分布在沿走向方向距工作面70米到85米的范围内,高温点温度的上升速度经历先增大后减小的过程;随着初始煤温的升高,采空区遗煤氧化升温所达到的温度逐渐升高,同时初始煤温越高,温度升高幅度越大,模拟45天后初始煤温23℃和33℃的高温点温度分别为46.2℃和70.2℃;随着初始煤温的升高,采空区内高温点位置逐渐接近氧化升温带,初始煤温33℃时的距离相较23℃时缩短了 6米,增加了煤自燃发生的概率;较高的初始煤温大大缩短了遗煤氧化升温所用的时间,初始煤温为33℃时,温度升高到43℃所用时间为3.4天,再从43℃升温到53℃用时6.4天,当初始煤温为43℃时,温度升高到53℃所用时间为3.2天,升温时间相较于初始煤温33℃情况下的6.4天缩短了 50%,明显加快了遗煤发生自燃的进程。研究结果为孟村矿401101工作面的煤火灾害防控提供一定的理论依据。
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