论文部分内容阅读
采用理论研究、现场监测、实验室实验和基于正交与均匀试验设计的数值模拟研究并开展现场工程实施相结合的方法研究了5-2S综放工作面煤层的自燃综合防治技术。论文开展的主要工作及取得的研究成果如下:(1)通过现场取样,采用热重分析联合红外光谱分析方法结合理论计算获得了5-2S煤层的热重特征温度、着火活化能和自然发火期;通过实验室实验和理论计算方法获得了几种常见气体与温度之间的变化关系,建立了以CO为主、C2H4为辅的自然发火指标气体体系。(2)开展了采空区现场监测,获得了注氮和不注氮两种情况下的采空区自燃三带分布规律,建立了采空区气体浓度及风流速度模拟的数值模型,通过数值模拟计算和与现场监测结果的对比验证了数值模型的合理性。(3)通过数值模拟得出注氮和不注氮情况下工作面风量增加采空区氧化带起始位置和终止位置以及氧化带宽度都会增加,注氮条件下采空区氧化带宽度与风量之间具有二次函数关系,不注氮条件下为负指数关系;最终确定了5-2S综放工作面的合理配风量。(4)通过数值模拟研究得出,随着注氮量的增加、注氮孔位置远离切顶线的距离增加、注氮时间的延长,采空区氧化带起始位置和终止位置以及氧化带宽度都会显著降低;但是当以上三个变量增加到一定程度时采空区氧化带起始位置、终止位置、氧化带宽度将不再发生变化;最终确定一组较为合适的工艺参数组合。以上采空区自燃防治主要技术的研究和实施保证了5-2S综放工作面的安全高效回采。