电厂烟气注入采空区对遗煤自燃影响的数值模拟研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuhuangyun1118
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采空区遗煤自燃是威胁矿井安全生产的主要灾害之一,在综放工作面通常采用以注氮为主的综合防灭火措施进行预防。近年来,我国煤电一体化建设中形成了大量坑口电厂,其烟道气体作为燃烧产物,氧气含量较低,若通过管路直接注入井下用于预防采空区煤炭自燃,可避免由于制氮造成的能源浪费,为企业节省大量资金,同时实现电厂烟气的减量化、无害化、资源化处理。因此,本文结合塔山坑口电厂及8105大采高综放工作面实际,开展电厂烟气注入采空区对遗煤自燃影响的模拟研究。  本文基于惰气防灭火理论,从电厂烟气的来源、成分组成及理化性质出发,对电厂烟气的注入量限值和惰化能力进行了定性分析;结合大采高综采放顶煤回采方式和煤层赋存条件,分析了8105综放工作面自燃隐患存在特征,采用现场实测的方法对工作面漏风及自燃“三带”进行了研究;根据流体力学基本理论,构建了采空区遗煤自燃三维多场耦合解算模型,提出了各关键参数的确定方法,并根据现场实测结果完成了数值反演,验证了模型可靠性,完成了高抽巷导通前后采空区自燃危险区域的划分;模拟分析了不同含氧量电厂烟气在不同位置注入时采空区流场、氧浓度场和温度场的变化规律,以采空区遗煤最高温度和窒息带边界位置为综合评价标准,确定了合理的电厂烟气注入参数区间。
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