不连沟煤矿特厚煤层综放面采空区自燃“三带”分布规律 .pdfVIP

学兔兔 煤 炭 工 程 201 1年第5期 不连沟煤矿特厚煤层综放面采空区 自燃 “三带分布规律 李东印 ，蒋东杰 ，贾海林 (1．河南理工大学能源科学与T程学院，河南焦作 454003； 2．河南理工大学安全科学与工程学院，河南焦作 454003) 摘 要：为有效防治采空区自燃，对不连沟煤矿特厚煤层6103综放工作面采空区自燃 “三 带”进行研究，建立了采空区气体渗流场模型，采用FLUENT软件对采空区氧浓度进行了数值 模拟，总结采空区氧气浓度的分布规律。在此基础上，分析了散热带、氧化带的分布呈现不对称 性及进风侧氧化带往采空区深部转移的原因；并结合现场实测，应用MIN—MAX优化理论对采 空区自燃 “三带”进行划分，得出能够抑制采空区自燃发火的最小安全推进速度，为该矿采空 区防灭火工作提供了理论依据。 关键词：采空区；自燃 “三带”；数值模拟；不连沟煤矿 中图分类号：TD75 文献标识码：A 文章编号：1671—0959(2011)05-0086．03 矿井火灾是煤矿生产中的主要自然灾害之一，尤其对 一 KJ：芝(1+qDm／3)~ 煤层具有自然发火性的矿井来说，影响更为严重，甚至成 为制约矿井安全高效生产的主要因素。从统计来看 ，全 q lZV 国国有重点矿井中有约47％的矿井具有自然发火的危险。 K：180 D．2 3／(1一n) 因此，摸清采空区自然发火的规律，搞好通风防火工作、 40=P 一PL 贯彻 “以防为主、防治结合”的防灭火方针，不仅能降低 P =pRT 防灭火费用的投入，而且是保证矿井安全高效生产的有力 得：一7 h P go．~Tk=(A+By) (1) 保障。 式中： 为渗透率，为二阶张量，对实际采空区可近 实践证明，采用数值模拟和现场实测的方法能更准确 的确定采空区 “三带”的分布及范围。文章对不连沟煤矿 似为标量K，m ；了为水力梯度，_，=一÷(Vp+p )； 6103综放工作面采空区自然 “三带”的分布规律进行研 V为哈密顿算子，V=e (i=1、2、3)；7 h为压头， 究。不连沟矿6103综放工作面长度240m，走向长度876m， 煤层平均煤厚 15．8m，局部最厚达到21．5m，回采高度 m； 为竖直向上单位矢量； 为流体运动粘性系数，m ／s； 3．8m，放煤高度12m，工作面风量32m ／s。所采6 煤层属 g为重力加速度，9．81m／s ；q为比流量，m／s； 为几何形 自燃煤层，自燃发火期为12—60d。 状系数；n为空隙率，无因次，n=1一 ；K 为碎胀系数，