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“孤岛”综放面的布置方式,使得工作面沿走向两侧或周边均为采空区。工作面回采后,本面采空区和相邻采空区连成一片,漏风复杂,且相邻采空区遗煤已氧化,不仅本面采空区,相邻采空区也存在煤自燃的可能,严重的干扰了工作面的顺利回采,影响了矿井的安全生产。
本论文以南屯93上03“孤岛”工作面为研究对象。首先,结合“孤岛”综放面煤层自燃影响因素,分析得出“孤岛”综放面煤层自燃特点,相邻采空区存在煤自燃危险较大。其次,采用煤自然发火实验台测定煤自燃特性参数,为“孤岛”综放面本面及相邻采空区煤自然预测提供基础数据。再次,通过对“孤岛”本面采空区和相邻采空区观测,拟合压力和氧气浓度分布曲线,掌握了相关参数,为本面和相邻采空区空气渗流扩散模拟提供了边界条件的基础参数。根据多孔介质理论、流体力学以及传热学理论,建立采空区内空气渗流扩散数学模型。结合实验和现场观测数据,利用FLUENT软件对本面及相邻采空区空气流动进行模拟,根据模拟结果,分析得出了空气在“孤岛”本面及相邻采空区内的流动状况、氧气浓度分布以及渗流速度分布,并根据煤自燃极限参数法将本面采空区划分为:散热带、氧化升温带以及窒息带,而相邻采空区氧气浓度在极限氧浓度范围内的浮煤自燃危险性较大。最后,结合“孤岛”综放面煤层自燃特点和采空区煤自燃预测结果,主要采用均压和注胶体的预防技术,针对整个“孤岛”综放面采空区易于发生煤自燃的区域提出具体的预防措施,并在相邻采空区煤自燃预防中,取得显著效果,保障了“孤岛”综方面的顺利回采。
本论文对“孤岛”综放面煤自燃危险区域进行了研究,提出了相应的预防技术,为“孤岛”综放面煤自燃预防提供了参考,具有一定的实际意义。