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永定庄矿两系采空区下开采工作面漏风源识别及控制技术研究

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永定庄矿两系采空区下开采工作面漏风源识别及控制技术研究

作者：侯家琛太原理工大学

学位级别：硕士

大同矿区储有侏罗系和石炭系两个煤系,两系煤层间夹有约为100～200m的岩层,上部侏罗系煤层群属于近距离煤层群且已开采完毕,由于上下煤层经过多次开采,采动裂隙导致采空区相互连通,形成全系老空区。在上覆全系采空区条件下,永定庄煤矿... 详细信息

大同矿区储有侏罗系和石炭系两个煤系,两系煤层间夹有约为100～200m的岩层,上部侏罗系煤层群属于近距离煤层群且已开采完毕,由于上下煤层经过多次开采,采动裂隙导致采空区相互连通,形成全系老空区。在上覆全系采空区条件下,永定庄煤矿现采下覆石炭系3-5#特厚煤层,与上覆山4#煤层间夹有约为25m的岩石层,且山4#煤层已经开采完毕,受采动影响两采空区已连通形成复合采空区,并在工作面开采过程中出现严重漏风、有害气体超限以及通风系统不稳定等现象,严重影响矿井安全生产。本文以永定庄煤矿3-5#煤层为研究背景,针对其开采过程中大量外部漏风、有害气体超限等问题,采用理论分析、现场调研以及数值模拟等手段,分析煤层群开采覆岩垮落规律、地面裂隙演化规律以及地面裂隙漏风原理;排查研究永定庄煤矿井上下漏风源;根据现场实际情况,建立复合采空区漏风模型,对不同外部漏风量情况下复合采空区漏风规律及氧浓度分布情况进行模拟研究,为永定庄煤矿两系采空区下开采工作面漏风控制技术提供指导;研究现场漏风控制方案并进行应用后效果评价。主要研究结果如下:(1)煤层群开采过程中上下煤层顶板垮落变形规律不同,垮落步距计算公式存在差异;地面裂隙主要表现为四种类型:地堑型、张开型、塌陷型以及拉伸型,且各类型裂隙演化特征不同;地面漏风不仅受井上下压差的影响,同时还受裂隙渗透率的影响。(2)运用SF示踪气体法排查研究地面漏风源,验证了地面已与石炭系复合采空区连通,且采空区两巷上方的地面裂隙发育较好;运用反风试验法排查研究矿井其他漏风源,证明地面、周边未封闭严实的小窑井口以及临近矿井煤峪口矿970大巷为复合采空区的漏风源。(3)工作面以及复合采空区受970大巷漏风的影响更为严重,复合采空区靠近进回风隅角的区域为主要漏风区域。随着外部漏风量的增加,复合采空区内风流规律逐渐紊乱,工作面和回风巷漏风量逐渐增加,且氧浓度逐渐降低,复合采空区内煤自燃危险区域逐渐增大。(4)根据漏风源排查以及数值模拟结果,提出一套以智能均压通风为主,以封堵漏风通道为辅的漏风控制技术方案,并应用于永定庄煤矿3-5#煤层8102工作面,验证漏风控制技术方案的可行性。

关键词：两系煤层群复合采空区漏风源数值模拟漏风控制技术

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不同漏风源影响下采空区氧气浓度分布规律

内蒙古煤炭经济 2020年第24期 21-22,117页

作者：姚志红房胜杰内蒙古神东天隆股份有限公司霍洛湾煤矿内蒙古鄂尔多斯017000 辽宁工程技术大学辽宁阜新123000

漏风是造成采空区遗煤自燃的主要因素之一,是矿井安全生产的重要威胁。霍洛湾煤矿3-1煤工作面回采采用双巷掘进方式,两巷之间留设20m保护煤柱,保护煤柱内间隔一定距离留有联络巷,巷内构筑密闭切断巷道与采空区内气体流动。受矿压扰动影... 详细信息

漏风是造成采空区遗煤自燃的主要因素之一,是矿井安全生产的重要威胁。霍洛湾煤矿3-1煤工作面回采采用双巷掘进方式,两巷之间留设20m保护煤柱,保护煤柱内间隔一定距离留有联络巷,巷内构筑密闭切断巷道与采空区内气体流动。受矿压扰动影响,密闭性受到不同程度的破坏,导致漏风。通过对不同漏风源位置影响下的采空区氧气浓度分布规律研究得出不同漏风源对采空区氧气浓度分布产生的影响不同,且是漏风源形成的高氧浓度区及风压共同作用造成的。确定不同漏风源对自燃危险性对指导现场生产有重要意义。

关键词：漏风源氧气浓度分布规律采空区

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浅析急倾斜煤层采空区密闭墙漏风源

科技创新与应用 2015年第21期5卷 135-135页

作者：王震国投新集三矿安徽淮南232100

急倾斜煤层开采受开采特殊条件的限制,工作面在回采过程中架外煤遗留采空区较多,又加之工作面保护煤柱较少,所以采空区很容易与外界形成裂隙通道,从而造成自燃发火事故。只有准确的掌握了密闭墙的漏风源位置,才能有效的遏制采空区自燃... 详细信息

急倾斜煤层开采受开采特殊条件的限制,工作面在回采过程中架外煤遗留采空区较多,又加之工作面保护煤柱较少,所以采空区很容易与外界形成裂隙通道,从而造成自燃发火事故。只有准确的掌握了密闭墙的漏风源位置,才能有效的遏制采空区自燃发火事故,文章主要针对急倾斜煤层开采的特殊性,分析采空区密闭墙漏风源问题。

关键词：急倾斜采空区密闭墙漏风源

半孤岛综放工作面采空区自然发火监测及治理技术研究

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中国煤炭 2016年第4期42卷 103-106页

作者：郭兴明山西大同大学煤炭工程学院

在对半孤岛综放工作面采空区发生自然发火的特点进行分析的基础上,根据岱庄煤矿2108半孤岛综放工作面的实际情况,研究确定了工作面邻侧、后部采空区监测技术及工作面通风压能监测技术相结合的采空区自然发火监测方案,对于及时发现自然... 详细信息

在对半孤岛综放工作面采空区发生自然发火的特点进行分析的基础上,根据岱庄煤矿2108半孤岛综放工作面的实际情况,研究确定了工作面邻侧、后部采空区监测技术及工作面通风压能监测技术相结合的采空区自然发火监测方案,对于及时发现自然发火隐患及漏风源起到了重要作用,有效提高了自然发火预测预报的准确性和时效性,同时有针对性地提出了采空区自然发火的治理对策,保障了工作面的安全生产。

关键词：半孤岛综放工作面自然发火采空区监测技术隐患漏风源

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凤翅山煤矿外部漏风测试及改造

工矿自动化 2014年第12期40卷 86-89页

作者：鲁忠良杨楠珂河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室--省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454003

针对凤翅山煤矿兼做行人和运料通道的回风副斜井外部漏风现象严重的现状,采用风表直接测定法对选取的测点进行了矿井外部漏风测试,根据外部漏风率的变化确定了防爆风门绞车绳通行窗口为矿井主要漏风源;针对原有绞车绳通行窗口采用橡胶... 详细信息

针对凤翅山煤矿兼做行人和运料通道的回风副斜井外部漏风现象严重的现状,采用风表直接测定法对选取的测点进行了矿井外部漏风测试,根据外部漏风率的变化确定了防爆风门绞车绳通行窗口为矿井主要漏风源;针对原有绞车绳通行窗口采用橡胶皮垫固定在防爆风门上进行封闭的方法容易导致漏风的问题,提出了采用移动挡板封闭窗口的改造方案。测定结果表明,改造后的矿井外部漏风率由原来的15.5%降至6.5%,通风机负压减小了318Pa。

关键词：通风系统外部漏风风表直接测定法外部漏风率漏风源

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山区煤矿综采面遗煤自燃防治技术研究

煤炭技术 2015年第11期34卷 207-210页

作者：杜海刚冯姗杨军伟六盘水师范学院贵州六盘水553004

为了研究贵州山区煤矿近距离、多灾害并受废弃小煤窑干扰等煤层分段综采遗煤自燃,以某矿P41102工作面为例,采用SF6示踪气体连续释放法探测漏风源及漏风路径,实验分析采空区预测预报指标,提出多点封堵及注浆注氮防灭火措施。

关键词：山区煤矿漏风源煤自燃

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矿井外部漏风率测定方法

煤矿安全 2013年第4期44卷 150-152页

作者：王志亮焦殿志彭辉华北科技学院安全工程学院北京东燕郊065201 安徽皖北煤电集团公司五沟煤矿安徽淮北235157

矿井外部漏风率大小是衡量主要通风机运行状况和通风管理水平的重要指标之一,其测定方法的选择是现场技术人员进行漏风测定时面临的首要问题。依据矿井通风原理,分析了各种外部漏风测试方法的原理、步骤、适用条件等特性。以五沟煤矿外... 详细信息

矿井外部漏风率大小是衡量主要通风机运行状况和通风管理水平的重要指标之一,其测定方法的选择是现场技术人员进行漏风测定时面临的首要问题。依据矿井通风原理,分析了各种外部漏风测试方法的原理、步骤、适用条件等特性。以五沟煤矿外部漏风测定为实例,论述其方法选择的依据和过程。现场测试结果表明:在1#风机和2#风机运行状态下矿井外部漏风率分别为8.4%和7.85%,其中备用风机的装置漏风是主要的漏风源,必须采取有针对性的措施予以治理。测试结果为消除矿井漏风隐患、优化矿井通风系统提供科学的现场依据。

关键词：外部漏风率测定方法漏风源通风系统

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五沟煤矿外部漏风率现场实测

矿业安全与环保 2013年第5期40卷 71-72,76页

作者：王志亮河北省矿井灾害防治重点实验室河北三河065201 华北科技学院安全工程学院河北三河065201

矿井外部漏风率大小是衡量主要通风机运行状况和通风管理水平的重要指标之一。依据五沟煤矿通风系统现状,确定采用以扩散器出口为风量校准基点的外部漏风量直接测定法,制订了详细的现场测定实施方案并进行现场实测。结果表明:在1#和2#... 详细信息

矿井外部漏风率大小是衡量主要通风机运行状况和通风管理水平的重要指标之一。依据五沟煤矿通风系统现状,确定采用以扩散器出口为风量校准基点的外部漏风量直接测定法,制订了详细的现场测定实施方案并进行现场实测。结果表明:在1#和2#风机运行状态下矿井外部漏风率分别为8郾40%和7郾85%,其中备用风机的装置漏风是主要的漏风源,必须采取有针对性的措施予以治理。测试结果可对消除矿井漏风隐患、优化矿井通风系统提供科学依据。

关键词：外部漏风率测定方法漏风源通风系统

基于示踪气体的“U”型通风工作面煤自燃治理技术

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中国煤炭 2018年第6期44卷 110-113,117页

作者：孙留涛赵乾坤中国矿业大学安全工程学院江苏省徐州市221116 中国矿业大学管理学院江苏省徐州市221116

分析了底抽巷的存在对邻近上分层采空区漏风的影响,通过定点释放示踪气体确定了漏风源和漏风汇,初步判断了采空区的内外部漏风通道。示踪气体测试漏风通道试验表明,该工作面采空区完全处于漏风中,漏风源为进风隅角、底抽巷;漏风汇为上... 详细信息

分析了底抽巷的存在对邻近上分层采空区漏风的影响,通过定点释放示踪气体确定了漏风源和漏风汇,初步判断了采空区的内外部漏风通道。示踪气体测试漏风通道试验表明,该工作面采空区完全处于漏风中,漏风源为进风隅角、底抽巷;漏风汇为上隅角和密闭墙。最后根据漏风通道和O2浓度,对采空区"三带"进行了划分,并判定了煤自燃危险区域,根据测试结果,对采空区进行了防治,效果明显。

关键词： SF6示踪气体底抽巷区域消突 U型通风漏风源漏风汇漏风通道