综采面采空区三带划分方法的研究
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我国煤矿安全生产危险源多,灾害严重,形势非常严峻。矿井火灾是煤矿安全生产的五大自然灾害之一。矿井煤自燃火灾不仅造成大量的煤炭资源损失,而且严重威胁煤矿的安全生产。本文采用理论分析、实验室实验和现场实践相结合的研究方法。详细描述了煤的氧化性、放热性。分析了煤的氧化规律、采空区遗煤的自燃环境以及综采面采空区煤自燃危险区域判定理论。确定了综采面采空区遗煤自燃的极限参数:下限氧浓度、极限漏风强度、最小浮煤厚度和工作面推进的极限推进速度。使用氧浓度指标并综合考虑采空区内温度场的分布及温度变化情况以及采空区中气体浓度变化的方法来划分采空区三带范围。本文通过煤的程序升温实验,研究了煤样的在氧气浓度为21%、13%、10%和7%时在不同的温度下产物气体中各种气体出现的温度、CO变化规律、CO增率的变化规律以及O2浓度的变化。并得出所用煤样的自燃临界氧浓度指标为10%左右。本文通过对祁南矿713工作面布置热电偶和束管,检测采空区温度和气体浓度变化,划分出了祁南矿713工作面采空区三带的范围。
摘要 | 第5-6页 |
Abstract | 第6页 |
1 绪论 | 第11-24页 |
1.1 引言 | 第11-12页 |
1.2 煤氧化理论及实验研究 | 第12-17页 |
1.2.1 煤自燃机理研究 | 第12-13页 |
1.2.2 煤自燃学说 | 第13-16页 |
1.2.3 煤的内在自燃性 | 第16-17页 |
1.3 煤的自燃发展过程 | 第17-19页 |
1.4 采空区三带的划分 | 第19-22页 |
1.5 研究内容 | 第22页 |
1.6 研究方法及技术路线 | 第22-24页 |
2 综采面采空区自燃危险区域划分 | 第24-38页 |
2.1 煤的氧化性 | 第24-28页 |
2.1.1 煤氧复合类型 | 第24-26页 |
2.1.2 评价煤氧化能力的指标 | 第26-27页 |
2.1.3 煤炭氧化规律 | 第27-28页 |
2.2 煤的放热性 | 第28-31页 |
2.3 采空区内温度场分布的影响因素 | 第31页 |
2.4 采空区遗煤自燃环境 | 第31-33页 |
2.5 采空区自燃危险区域判定 | 第33-36页 |
2.5.1 采空区遗煤自燃极限参数 | 第33-35页 |
2.5.2 采空区遗煤自燃危险区域判定方法 | 第35-36页 |
2.6 本章小结 | 第36-38页 |
3 “三带”划分的最低氧浓度指标的实验研究 | 第38-51页 |
3.1 实验装置 | 第38-40页 |
3.1.1 供氧装置 | 第38-39页 |
3.1.2 氧化热解实验装置 | 第39-40页 |
3.1.3 气体分析装置 | 第40页 |
3.2 实验条件 | 第40-41页 |
3.3 实验过程 | 第41页 |
3.4 实验结果及分析 | 第41-50页 |
3.5 本章小结 | 第50-51页 |
4 现场实测研究 | 第51-68页 |
4.1 祁南713工作面概况 | 第51-53页 |
4.2 实验测定煤的自燃倾向性等级 | 第53-55页 |
4.3 采空区煤炭自燃“三带”范围研究方案 | 第55-58页 |
4.3.1 测温系统 | 第55-57页 |
4.3.2 气体取样与分析系统 | 第57页 |
4.3.3 采空区煤炭自燃“三带”测试系统布置 | 第57-58页 |
4.4 祁南煤矿713工作面实测结果及分析 | 第58-66页 |
4.4.1 采空区氧气浓度变化规律 | 第58-61页 |
4.4.2 采空区二氧化碳变化规律 | 第61-63页 |
4.4.3 采空区温度变化规律 | 第63-65页 |
4.4.4 采空区煤炭自燃“三带”范围确定 | 第65-66页 |
4.5 本章小结 | 第66-68页 |
5 结论与展望 | 第68-70页 |
5.1 结论 | 第68页 |
5.2 展望 | 第68-70页 |
参考文献 | 第70-73页 |
致谢 | 第73-74页 |
作者简介及读研期间主要科研成果 | 第74页 |
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