南阳坡煤矿综合防灭火技术研究

论文摘要

煤炭自燃是矿井五大灾害之一，严重威胁着煤矿的安全生产。开采自燃煤层的整合矿井防灭火工作面临较多突出问题。南阳坡煤矿为整合重组矿井，技改后首采4101工作面，采用综合放顶煤技术开采。通过热重分析，从煤的着火活化能角度判定4-1号煤层的自燃倾向为自燃,矿井煤层自然发火危险主要集中在4101工作面。针对4101工作面制定了注氮、注浆、喷洒阻化剂的综合防灭火方案。通过PDF阻化剂对4101工作面煤样阻化效果的实验研究，确定了最佳的阻化剂配比浓度。通过实验的方法对黄泥制浆参数进行了测定，确定了黄泥制浆的最佳土水比。利用Fluent数值模拟软件对采空区三带进行模拟，确定了采空区“三带”的范围和合理的注氮步距。用于指导整合矿井自燃煤层的安全开采。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 煤的自燃机理
• 1.2.2 煤层自然发火监控技术
• 1.2.3 煤层火灾防治技术
• 1.3 本文的研究内容和方法
• 1.3.1 本文的研究内容
• 1.3.2 本文的研究方法及技术路线
• 2 开采自燃煤层的整合矿井防灭火问题分析
• 2.1 开采自燃煤层的整合矿井防灭火面临的突出问题
• 2.2 开采自然煤层的整合矿井防灭火对策
• 2.3 南阳坡煤矿整合概况
• 2.3.1 整合后井田地质
• 2.3.2 整合后煤层赋存
• 2.3.3 整合后矿井服务年限
• 2.3.4 整合后井田开拓开采
• 2.4 南阳坡煤矿整合后面临的主要防灭火问题
• 2.5 整合后 4101 工作面概况
• 2.6 整合后 4101 综放工作面自然发火特点
• 2.7 4101 工作面防灭火对策
• 3 4-1号煤层自燃倾向性及防灭火材料实验研究
• 3.1 基于活化能的煤自燃理论
• 3.2 4-1号煤的自燃倾向性实验研究
• 3.2.1 实验原理
• 3.2.2 实验过程
• 3.2.3 实验结果分析
• -1号煤自燃倾向性判定'>3.2.4 4^-1号煤自燃倾向性判定
• -1号煤的阻化效果实验研究'>3.3 PDF 阻化剂对 4^-1号煤的阻化效果实验研究
• 3.3.1 PDF 阻化剂
• 3.3.2 实验设备
• 3.3.3 样品制备
• 3.3.4 实验条件
• 3.3.5 实验结果
• 3.4 南阳坡地表黄土制浆实验研究
• 3.4.1 地表黄土性质
• 3.4.2 不同土水比的泥浆浓度及泥浆制成率
• 4 4101 工作面采空区“三带”模拟研究
• 4.1 煤炭自燃“三带”理论
• 4.2 采空区“三带”划分
• 4.2.1 采空区“三带”划分指标
• 4.2.2 采空区“三带”划分指标的选择
• 4.3 采空区“三带”模拟研究
• 4.3.1 软件介绍
• 4.3.2 建立几何模型
• 4.3.3 进行网格离散化
• 4.3.4 选取控制方程及设定边界条件
• 4.3.5 数值模拟结果
• 4.4 本章小结
• 5 4101 工作面综合防灭火技术方案
• 5.1 自然发火预测预报系统
• 5.2 采空区注氮防灭火方案设计
• 5.2.1 制氮能力设计依据
• 5.2.2 注氮流量计算
• 5.2.3 防灭火注氮流量的确定
• 5.2.4 制氮设备
• 5.2.5 注氮工艺
• 5.2.6 注氮时机
• 5.3 采空区注浆
• 5.3.1 灌浆材料的选择
• 5.3.2 主要注浆参数
• 5.3.3 制浆方法
• 5.3.4 输浆方式
• 5.3.5 输浆管路
• 5.3.6 灌浆方法
• 5.3.7 制浆池和水池规格
• 5.4 采空区喷洒阻化剂
• 5.4.1 阻化剂喷洒工艺
• 5.4.2 喷洒量计算
• 6 结论
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集