采空区注氮参数设计及三维流场分析 被引量：7

1

作者 刘星魁 王公忠 周爱桃 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第3期312-317,共6页

为了合理设计采空区注氮防火方案,以南山矿18-5采空区为研究背景,利用FLUENT软件,结合含变渗透系数的Forchheimer运动方程,对具有抽放巷和注氮管的复杂采空区模型三维流场进行了数值分析。结果表明,大流量注氮在采空区浅部即可取得很好... 为了合理设计采空区注氮防火方案,以南山矿18-5采空区为研究背景,利用FLUENT软件,结合含变渗透系数的Forchheimer运动方程,对具有抽放巷和注氮管的复杂采空区模型三维流场进行了数值分析。结果表明,大流量注氮在采空区浅部即可取得很好的氧气惰化效果,随着注氮管的深入,惰化效果逐渐降低;小流量注氮取得的惰化效果具有相反的变化趋势,即二者存在不同的最佳注氮位置;受抽放巷影响,模型回风侧存在氧气富集区,仅靠注氮无法对其有效稀释,应配合工作面长距离封堵,减弱高抽巷引起的漏风。依据研究结论和现场施工条件,设计了合理的防火方案,在注氮工作之前,应首先对采空区规模、通风条件和制氮设备能力进行预先评估。 展开更多

关键词 采空区注氮 三维流场 惰化效果 注氮位置 氧气富集区

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采空区注氮条件下自燃危险区域变化及注氮极值研究 被引量：3

2

作者 张勋 Mamurov Sherzod Alisherovich 路冰 《山西焦煤科技》 CAS 2021年第9期4-8,56,共6页

采空区注氮是预防遗煤自燃的重要手段,明确不同注氮条件下采空区自燃危险区域变化以及注氮量极值,可为采空区注氮防灭火提供重要的参数指导。本文基于工作面漏风实测与数值模拟方法,构建了综放工作面采空区注氮数值模型,分析未注氮以及2... 采空区注氮是预防遗煤自燃的重要手段,明确不同注氮条件下采空区自燃危险区域变化以及注氮量极值,可为采空区注氮防灭火提供重要的参数指导。本文基于工作面漏风实测与数值模拟方法,构建了综放工作面采空区注氮数值模型,分析未注氮以及200~1600 m^(3)/h注氮量条件下采空区氧浓度、温度等参数变化,给出采空区自燃危险区域变化规律以及最大合理注氮量。结果表明:未注氮采空区存在40℃高温区域,进风侧氧化升温带21~130 m.当注氮200 m^(3)/h时,采空区40℃等值面消失,随着注氮量增加,采空区33℃以上高温区域不断减小,直至注氮1600 m^(3)/h时基本消失,氧化升温带最大宽度则由109 m逐步降低至11 m,注氮效果显著。以工作面回风侧氧气浓度不低于18%为基准,确定采空区最大注氮量为1220 m^(3)/h. 展开更多

关键词 煤自燃 采空区注氮 注氮量 自燃“三带”

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阳泉五矿放顶煤综采工作面采空区注氮防治自然发火研究

3

作者 马维绪 邸志乾 丁广骧 《阳煤科技》 1994年第2期20-28,共9页

阳泉五矿15#煤层煤炭吸氧量高、吸氧速度快，在近两年开采的四个放顶煤综采工作面中，均多次发生过一氧化碳超限。为探索向采空区注氮防治自然发火，本课题采用相似材料采场力学模型模拟实验、工作面释放SF6示踪气体检测分析及三维风流... 阳泉五矿15#煤层煤炭吸氧量高、吸氧速度快，在近两年开采的四个放顶煤综采工作面中，均多次发生过一氧化碳超限。为探索向采空区注氮防治自然发火，本课题采用相似材料采场力学模型模拟实验、工作面释放SF6示踪气体检测分析及三维风流参数与氮气分布规律数值研究，实验和论证了在工作面正常U型通风。回风巷风门外专设局部通风机稀释上隅角瓦斯、顶板走向高抽巷抽放采场及上邻近层瓦斯的复杂通风条件下，从工作面进风侧向采空区注氮防治自然发火的可能性。本课题研究认为，在靠近工作面下巷煤柱2．5m处，从切顶线向采空区伸入20-25m长的注氮管，以10m^3／min的氮气流量向采空区注氮，即可起到防治采空区遗煤自然发火的作用。 展开更多

关键词 放顶煤综采 采空区注氮 采场模型 示踪气体 三维渗流场

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特厚煤层综放面采空区注氮条件下自燃“三带”变化规律研究 被引量：3

4

作者 雷亚军 杨建辉 +4 位作者 王振兴 王洋 张义兴 樊龙 王晓开 《能源技术与管理》 2021年第3期56-57,87,共3页

阐述了监测采空区自燃“三带”范围对开采容易自燃煤层的必须性,对曹家滩煤矿特厚煤层综放面开采条件下的自燃“三带”范围进行了现场考察,分析了正常推采期间在注氮和非注氮条件下自燃“三带”的变化规律。试验结果表明,不注氮时氧化... 阐述了监测采空区自燃“三带”范围对开采容易自燃煤层的必须性,对曹家滩煤矿特厚煤层综放面开采条件下的自燃“三带”范围进行了现场考察,分析了正常推采期间在注氮和非注氮条件下自燃“三带”的变化规律。试验结果表明,不注氮时氧化带范围在36.3~240.4 m,注氮期间氧化带范围在35.4~130.8 m。注氮能明显缩小氧化带范围,缩短采空区浮煤处于氧化带范围内的时间,有利于采空区自燃火灾的防治。 展开更多

关键词 特厚煤层 低瓦斯 采空区积水 自燃"三带" 采空区注氮

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大倾角工作面采空区均压-注氮联合防火数值模拟研究

5

作者 张俊杰 刘宇 +1 位作者 蔡德芳 由洋 《煤炭技术》 CAS 2024年第9期144-149,共6页

以峻德煤矿93172大倾角外部漏风工作面为例,研究大倾角外部漏风采空区均压参数合理性以及对注氮防火的影响。采用Fluent数值模拟方法对采空区进行流场分析,充分考虑位压的影响,合理设置工作面和采空区进回风口及漏风口压力边界参数;建... 以峻德煤矿93172大倾角外部漏风工作面为例,研究大倾角外部漏风采空区均压参数合理性以及对注氮防火的影响。采用Fluent数值模拟方法对采空区进行流场分析,充分考虑位压的影响,合理设置工作面和采空区进回风口及漏风口压力边界参数;建立了“L”形大倾角采空区冒落分布模型,进行采空区“恰当均压”,“欠均压”,“过均压”数值模拟,探究不同均压工况的采空区自燃三带分布,同时探讨了采空区均压注氮的合理参数选择。结果表明:“恰当均压”的采空区自然氧化带宽度最短;注氮防火应在“恰当均压”条件下进行,否则将会极大降低采空区惰化效果,徒增注氮量。研究结果对现场科学制定均压-注氮联合防火措施提供理论指导,同时压力边界参数设置方法为大倾角工作面采空区均压-注氮联合防火相关数值模拟研究提供科学参考。 展开更多

关键词 均压防火 采空区注氮 外部漏风 煤自燃 CFD数值模拟

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基于“O”形圈理论的Y型通风条件下采空区漏风规律研究

6

作者 康新荣 李宁 孙凯 《陕西煤炭》 2025年第1期41-46,共6页

以羊场湾煤矿140201工作面为研究对象,使用FLUENT软件,基于“O”形圈理论对采空区内部气体分布状态进行探究,采用束管监测的方法对140201工作面采空区进行现场“三带”测定,将测定结果与计算结果进行比较,并将验证后的模型进行了采空区... 以羊场湾煤矿140201工作面为研究对象,使用FLUENT软件,基于“O”形圈理论对采空区内部气体分布状态进行探究,采用束管监测的方法对140201工作面采空区进行现场“三带”测定,将测定结果与计算结果进行比较,并将验证后的模型进行了采空区注氮处理。结果表明,数值计算结果与现场实测吻合度较好,数值模拟计算采空区两侧氧化带宽度分别为58 m和54 m,现场实测结果分别为60 m和52 m,数值计算结果与现场实测误差小于5%,吻合度较高;注氮后采空区两侧氧化带宽度分别减小了82.8%和53.7%,计算结果可为采空区注氮防灭火技术的实施提供参考。 展开更多

关键词 Y型通风 “三带”划分 束管监测 采空区注氮 “O”形圈理论

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开区注氮采空区自燃温度场的数值模拟研究 被引量：15

7

作者 李宗翔 纪奕君 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2005年第4期47-50,46,共5页

为了研究开区注氮采空区遗煤自燃和被抑制的力学过程,用非均质多孔介质中的渗流连续性方程、气体弥散方程和综合传热方程的联立,建立了采空区注氮非定常数值模型.结合实例,用迎风格式有限元方法求解.给出了采空区的漏风流态、氮气流态,... 为了研究开区注氮采空区遗煤自燃和被抑制的力学过程,用非均质多孔介质中的渗流连续性方程、气体弥散方程和综合传热方程的联立,建立了采空区注氮非定常数值模型.结合实例,用迎风格式有限元方法求解.给出了采空区的漏风流态、氮气流态,描绘了采空区自燃过程中氧、CO浓度和温度分布的变化过程.计算考虑了瓦斯涌出和工作面推进的影响.得到注氮条件下采空区高温区形状变窄;随着注氮量的提高,使自然发火期逐渐变长,直至不自燃.理论计算与实际情况吻合. 展开更多

关键词 采空区注氮 气体浓度分布 温度场 自然发火期 有限元分析 数值模拟

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综放工作面采空区抽放注氮与遗煤自燃三耦合关系研究 被引量：15

8

作者 王飞 谷晓玲 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2021年第2期145-147,共3页

为研究高瓦斯综放工作面采顶抽巷治理瓦斯和注氮与遗煤自燃三者的相互影响,寻找最佳的抽放量与注氮流量,进行实验分析;并分析了遗煤自燃抽放、注氮、温度场、O2场、CH4场影响关系图。实验表明:顶抽巷附近20 m范围内随抽放量的增加,O2浓... 为研究高瓦斯综放工作面采顶抽巷治理瓦斯和注氮与遗煤自燃三者的相互影响,寻找最佳的抽放量与注氮流量,进行实验分析;并分析了遗煤自燃抽放、注氮、温度场、O2场、CH4场影响关系图。实验表明:顶抽巷附近20 m范围内随抽放量的增加,O2浓度10%曲线逐渐向采空区延伸,采空区"三带"随之增加。受抽采半径及吸入工作面空气影响,抽放瓦斯纯度出现先增加后降低情形。随着注氮量的增加,进风侧"三带"变化浮动明显,并且对顶抽巷附近"三带"宽度也有所降低。"三带"降低率先增加后降低。81505工作面抽放量700 m^(3)/min,注氮量2 200 m^(3)/h时,有利于采空区防灭火。该研究为综放工作面采空区遗煤自燃治理提供参考。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 采空区“三带” 采空区注氮 抽放半径 防灭火

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综放顺槽沿空侧松散煤体及临面采空区遗煤自然发火的综合防治

9

作者 马其华 宋传文 《矿业安全与环保》 北大核心 2000年第1期38-39,共2页

介绍了一套新型的行之有效的无煤柱综放顺槽沿空侧松散煤体及临面采空区遗煤自燃的综合防治技术———复合胶体泥浆固水降温快速灭火技术和井下移动式膜分离制氮注氮技术。

关键词 沿空顺槽 煤体自燃 遗煤 采空区注氮 防火

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特厚高放顶煤开采注氮煤自燃危险抑制特性研究 被引量：2

10

作者 王利新 姚志强 +2 位作者 王晓欢 刘振国 刘伟 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第10期72-81,共10页

针对特厚高放顶煤回采工作面采空区遗煤量大、漏风严重等问题,通过程序升温氧化实验和热释放测试实验,对未注氮与注氮条件下的煤体氧化自燃过程气体产物、氧气消耗和热释放特性进行分析;利用数值模拟软件,对不同注氮位置条件下注氮对采... 针对特厚高放顶煤回采工作面采空区遗煤量大、漏风严重等问题,通过程序升温氧化实验和热释放测试实验,对未注氮与注氮条件下的煤体氧化自燃过程气体产物、氧气消耗和热释放特性进行分析;利用数值模拟软件,对不同注氮位置条件下注氮对采空区煤自燃危险区域的抑制性进行分析;并进行注氮方案优化。结果表明:注氮时能抑制煤体氧化自燃反应进程,各气体产物出现的温度点延缓25~30℃,耗氧速率、放热量大幅度降低,未注氮时的放热量是注氮时放热量的5.67倍;不同位置注氮时采空区煤自燃危险区域差异收缩,注氮口2、3、4、5即进风一侧分别距工作面60、80、100、120 m位置注氮时危险区域抑制面积依次占比为12.28%、32.71%、39.71%、44.09%,采空区温度抑制变化主要集中在注氮口附近区域;注氮口2、3联合注氮优化方案能有效抑制47.25%的采空区煤自燃危险区域。 展开更多

关键词 高放顶煤层 煤自燃危险 采空区注氮 抑制特性 数值模拟

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石炭系小煤柱掘进工作面巷道及相邻采空区防灭火技术 被引量：2

11

作者 于涛 《煤炭技术》 CAS 2020年第1期141-144,共4页

塔山矿试行小煤柱沿空开采,但工作面间小煤柱存在裂隙,致使在采工作面与毗邻采空区发生一定程度的气体交换,采空区内进入氧气,导致工作面出现自燃的可能性增加,以3-5#层8204工作面为研究对象,相邻采空区氧化带浓度明显呈现出"耳状&... 塔山矿试行小煤柱沿空开采,但工作面间小煤柱存在裂隙,致使在采工作面与毗邻采空区发生一定程度的气体交换,采空区内进入氧气,导致工作面出现自燃的可能性增加,以3-5#层8204工作面为研究对象,相邻采空区氧化带浓度明显呈现出"耳状"分布,通过对现场实际测试和数值模拟氧化带取得了深度的最大值29.6 m,长度在这一时期实现了较大的延伸。依据氧化带分布特征确定注氮步距,根据氧化带遗煤量确定注氮量,达到防灭火目的。 展开更多

关键词 小煤柱沿空 “三带”分布 采空区注氮 数值模拟

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采空区自燃三带防治方案设计与实施效果分析 被引量：5

12

作者 赵文金 《煤炭与化工》 CAS 2018年第6期126-128,共3页

本文以常村煤矿为研究对象,采用数值模拟的方法对采空区自燃三带进行研究,并对采用注氮防灭火的效果进行检验评价。得到了常村煤矿采空区自燃"三带"的分布规律,以及氧化带的宽度。结果表明该方案注氮效果明显,没有自燃征兆出现。

关键词 自燃三带 采空区注氮 Fluent模拟 防灭火

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王家岭煤矿18101工作面采空区防灭火技术研究 被引量：9

13

作者 毕猛 《山西煤炭》 2018年第3期47-48,共2页

为了解决煤矿放顶煤开采采空区防灭火问题,根据采空区的氧含量摸清采空区三带的具体位置,配备采空区注氮以及喷洒阻化剂等防灭火措施,使18101工作面采空区防灭火工作取得了显著的效果。

关键词 采空区防灭火 采空区三带 采空区注氮

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综采放顶煤工作面采空区防灭火探讨及实施 被引量：1

14

作者 高杰 李继水 《科教文汇》 2011年第30期85-86,共2页

随着采煤技术的不断发展,综采放顶煤被广泛应用于厚煤层的开采中,但随之带来了采空区有害气体防治困难,特别是采空区自燃发火的防治。目前,在采空区自燃发火的防治过程中,必须因地制宜、采取综合措施,如采空区注氮、喷洒黄泥、设置隔离... 随着采煤技术的不断发展,综采放顶煤被广泛应用于厚煤层的开采中,但随之带来了采空区有害气体防治困难,特别是采空区自燃发火的防治。目前,在采空区自燃发火的防治过程中,必须因地制宜、采取综合措施,如采空区注氮、喷洒黄泥、设置隔离带、监测监控等,均取得了良好的效果。 展开更多

关键词 综放工作面 煤层自燃 采空区注氮 设置风障 喷洒黄泥 隔离带

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沿空留巷注氮控氧技术研究

15

作者 贾东秀 牟晓辉 +1 位作者 王东京 张均仿 《内蒙古煤炭经济》 2023年第17期37-39,共3页

根据山东鼎安检测技术有限公司提交的《煤自燃倾向性检测报告》,11煤自燃倾向性为自燃煤层。1106综采工作面采用沿空留巷工艺,沿空留巷段存在向采空区漏风供氧的现象,造成采空区防灭火形势严峻。通过在沿空留巷段往采空区施工钻孔注氮气... 根据山东鼎安检测技术有限公司提交的《煤自燃倾向性检测报告》,11煤自燃倾向性为自燃煤层。1106综采工作面采用沿空留巷工艺,沿空留巷段存在向采空区漏风供氧的现象,造成采空区防灭火形势严峻。通过在沿空留巷段往采空区施工钻孔注氮气,降低采空区内氧气浓度,达到预防煤层自燃发火的目的。 展开更多

关键词 沿空留巷 采空区注氮控氧 预防自燃发火

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注氮孔过煤自燃“三带”过程中注氮量的动态优化研究 被引量：1

16

作者 白水全 刘春 +2 位作者 李文龙 陈浩 丁仰卫 《能源技术与管理》 2023年第6期102-107,共6页

在工作面回采过程中,注氮孔逐渐从散热带进入氧化带,最终进入窒息带。根据注氮孔所处煤自燃“三带”位置,动态优化注氮量,可有效提高防灭火效率。通过建立的采空区注氮模型,分析了注氮位置对氧化带分布的影响,总结了注氮量动态优化规则... 在工作面回采过程中,注氮孔逐渐从散热带进入氧化带,最终进入窒息带。根据注氮孔所处煤自燃“三带”位置,动态优化注氮量,可有效提高防灭火效率。通过建立的采空区注氮模型,分析了注氮位置对氧化带分布的影响,总结了注氮量动态优化规则。结果表明:注氮孔在氧化带时的注氮效果最好,散热带次之,窒息带最差。因此,当注氮孔在散热带时,要适当增加注氮量;当注氮孔进入窒息带时,要及时更换注氮孔位置。 展开更多

关键词 煤自燃 采空区注氮 注氮位置 注氮量 动态优化

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注氮对采空区松散煤体中气体分布的影响 被引量：2

17

作者 徐永亮 王兰云 +1 位作者 褚廷湘 余明高 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第5期22-25,共4页

通过分析采空区原有气体的运移特征,得出影响采空区注氮效果的主要影响因素;再通过建立采空区注氮防灭火惰化数学模型,利用FLUENT软件对数学模型进行解析模拟,同时结合煤矿现场实际情况进行验证,研究了注氮口位置及注氮量对于采空区&qu... 通过分析采空区原有气体的运移特征,得出影响采空区注氮效果的主要影响因素;再通过建立采空区注氮防灭火惰化数学模型,利用FLUENT软件对数学模型进行解析模拟,同时结合煤矿现场实际情况进行验证,研究了注氮口位置及注氮量对于采空区"三带"变化的影响过程。 展开更多

关键词 采空区注氮 松散煤体 防灭火 惰化过程

原文传递

水峪煤业六采区CO气体治理技术研究

18

作者 温勇锋 《山西冶金》 CAS 2022年第3期301-303,共3页

水峪煤业六采区第一行人巷132号横梁处巷帮裂隙中CO气体异常涌出,造成六采区第一行人巷巷道风流中CO气体浓度(体积分数)最高达到20×10^(-6),波及影响整个六采区所有用风地点。同时六采区还有其他一些巷道和密闭内也出现了CO气体超... 水峪煤业六采区第一行人巷132号横梁处巷帮裂隙中CO气体异常涌出,造成六采区第一行人巷巷道风流中CO气体浓度(体积分数)最高达到20×10^(-6),波及影响整个六采区所有用风地点。同时六采区还有其他一些巷道和密闭内也出现了CO气体超限。此次CO超限治理的总体思路:采空区灌浆;密闭堵漏;煤柱巷道喷浆、采空区注氮等综合防灭火措施。 展开更多

关键词 CO气体 治理技术 采空区注浆 密闭堵漏 采空区注氮

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台阶型煤体孤岛开采自然发火防治技术应用

19

作者 梁东辉 曲柱 +1 位作者 谷廷华 刘述勋 《陕西煤炭》 2024年第8期141-145,共5页

金桥煤矿1306工作面四面临空,孤岛布置,分层开采,上分层存在遗留煤柱,形成了特殊的“台阶型”构造。针对1306工作面漏风通道多,自然发火风险较大的实际,分正常回采、回撤2个阶段制定针对性防灭火措施。回采期间采取了沿空喷涂、采空区... 金桥煤矿1306工作面四面临空,孤岛布置,分层开采,上分层存在遗留煤柱,形成了特殊的“台阶型”构造。针对1306工作面漏风通道多,自然发火风险较大的实际,分正常回采、回撤2个阶段制定针对性防灭火措施。回采期间采取了沿空喷涂、采空区注氮、停采线及采空区压注凝胶、遗煤喷洒阻化剂等措施,回撤期间重点采取了架后压注凝胶措施。通过对安全监控系统、采空区微漏风监测系统及人工检测数据进行耦合性分析,对1306工作面防灭火效果进行验证,得出1306工作面防灭火措施落实得当,肯定了台阶型煤体孤岛开采自然发火防治技术的成效。该技术能够为后续不规则工作面防灭火工作提供技术支撑,对类似开采条件的矿井有一定的借鉴作用。 展开更多

关键词 台阶型煤体 孤岛开采 防灭火 采空区注氮 压注凝胶 漏风通道

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特厚易燃煤层200m长综放工作面氮气防灭火技术

20

作者 岳建成 《甘肃科技》 2008年第22期92-94,148,共4页

通过对所开采煤层发火机理的分析,结合200 m长综放工作面的具体情况,有针对性的提出合理、有效的采空区注氮防灭火技术。

关键词 煤层发火机理 200 m长综放工作面 采空区注氮防灭火技术

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