顶板巷卸压瓦斯抽采诱导遗煤自燃机理及扰动效应研究

基本信息
批准号:51404090
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:褚廷湘
学科分类:
依托单位:河南理工大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郝天轩,杨明,徐永亮,王兰云,高志扬,晁江坤,李龙飞,梁栋林
关键词:
扰动效应采空区卸压瓦斯抽采煤自燃顶板巷
结项摘要

The technique of using roof tunnel to drain the relieved gas is widely used in Chinese coal mines. However, this technique also easily brings the safety problems for underground coal production, such as coal spontaneous combustion in the mined-out area. Starting from the point of controlling coal spontaneous combustion with combing of case analyses, theoretical analyses, experimental researches, numerical simulations and field verifications, this project is going to study on the characteristics of transfixion between the development of coal rock and the roof tunnel during the mining process, and explain the formation mechanism of air leakage among the gob-overlying strata-roof tunnel effected with stress field environment. The oxygen migration seepage properties of the residual coal under the condition of the coupling among stress-temperature in gob and the permeability distribution characteristics are going to be studied by conducting experimental researches. The coupling disaster model of gas extraction and coal spontaneous combustion will be established. The relating factors that cause coal spontaneous combustion during the gas extraction in gob will be identified; The disturbance effects of quantity of methane drainage on the fields of flow pattern and oxygen in the gob will be analyzed. The major influences of changes to coal spontaneous combustion temperature and byproduct-gases under different drainage quantity of methane will be experimentally studied. Based on these research findings, the mechanism of spontaneous combustion and disturbance effects of residual coal induced by roof tunnel relieved gas extraction can be understood. The research results can contribute both in theory and practice to well mitigating the dilemma in gas extraction and coal spontaneous combustion control for gassy mines.

顶板巷卸压瓦斯抽采技术在国内广泛使用,然而易诱发采空区遗煤自燃,对矿井的安全生产构成威胁。本项目拟从煤自燃防治角度出发,通过案例调查、理论分析、实验研究、数值模拟及现场修正相结合的研究方法,研究采动过程中煤岩裂隙发育与顶板巷的贯通特征,阐述应力场影响下采空区-覆岩-顶板巷间漏风通道形成的机制;实验获得遗煤在“应力-温度”条件下氧气介质的渗透特性及采空区的渗透率的分布特征;建立瓦斯抽采与煤自燃的耦合致灾模型,识别瓦斯抽采过程诱导采空区遗煤自燃的致灾关联因素;掌握瓦斯抽采量对采空区流速场、氧气浓度场扰动效应,实验得到瓦斯抽采量对遗煤自燃温度及气体产生宏观影响。通过上述研究,获得顶板巷卸压瓦斯抽采诱导遗煤自燃机理及扰动效应,研究成果将对高瓦斯易自燃矿井协调瓦斯抽采与煤自燃防治具有重要的理论及现实意义。

项目摘要

本项目基于采空区顶板巷卸压瓦斯抽采对遗煤自燃扰动的问题,研究了采空区顶板巷瓦斯抽采诱导遗煤自燃效应及规律。掌握了采动过程中煤岩裂隙发育与顶板巷的冒落破断特征;阐述了应力场影响下采空区-覆岩-顶板巷间漏风通道形成的机制;实验研究了遗煤在“应力-温度”条件下气体的渗透特性;建立了瓦斯抽采与煤自燃的耦合致灾模型,识别瓦斯抽采过程诱导遗煤自燃的致灾关联因素;掌握了顶板巷瓦斯抽采量及空间参数对采空区流速场、氧气浓度场的扰动效应。.具体结论如下:1)顶板巷滞后采空区具有一定的距离,与覆岩冒落、裂隙发育和顶板巷的高度有关;2)顶板巷瓦斯抽采下,采空区漏风呈现“一源两汇”的特征,采空区漏风呈现高位漏风与低位漏风的立体特征;3)因顶板巷的层位关系,易在采空区内部形成内生热风压,恶化漏风;4)瓦斯抽采量加大,有助于降低瓦斯超限,但采空区氧化区域宽度加大;增大顶板巷垂直高度有助于瓦斯抽采但不利于防火;增大内错距离不利于瓦斯抽采但利于自燃防治;5)建立了合理瓦斯抽采量模型,对一特定的工作面,合理瓦斯抽采量与工作面瓦斯绝对涌出量、煤层自然发火期、工作面推进速度以及煤耗氧特性有关。.通过研究,本项目揭示了顶板巷瓦斯抽采下的漏风形成机制、顶瓦斯抽采量及空间布置参数对采空区煤自燃的扰动效应。建立了合理瓦斯抽采量理论模型、掌握了采空区瓦斯抽采与煤自燃互动影响过程。这项研究对协调顶板巷瓦斯抽采与煤自燃协同防治具有重要的理论及现实意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
3

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

DOI:
发表时间:2018

褚廷湘的其他基金

相似国自然基金

1

煤层群首采层留巷采空侧覆岩卸压-渗流耦合模型与强化抽采瓦斯机理研究

批准号:50974002
批准年份:2009
负责人:卢平
学科分类:E0408
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
2

基于LSTM回归的采空区卸压瓦斯精准抽采评判模型研究

批准号:51804248
批准年份:2018
负责人:马莉
学科分类:E0408
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

高瓦斯易自燃采空区遗煤自燃与瓦斯灾害耦合研究

批准号:51074086
批准年份:2010
负责人:李宗翔
学科分类:E0408
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
4

深部开采采空区覆岩卸压瓦斯精准抽采基础研究

批准号:51734007
批准年份:2017
负责人:李树刚
学科分类:E0408
资助金额:300.00
项目类别:重点项目