袁店二矿7_2煤自燃预测预报与采空区自燃“三带”范围研究

【摘要】：本文以袁店二矿7_2煤自燃问题开展研究,分析了试验工作面防火不利因素,煤自燃问题严重威胁到矿井安全生产,因此,在采空区发生煤自燃前,掌握煤自燃特性参数,做好煤自燃的早期预测预报工作,对工作面采空区自燃“三带”范围研究,具有重要且现实的意义。首先,从理论研究出发,对煤自燃机理、煤自燃预测预报技术、煤自燃危险区域划分及采空区数值模拟了解与掌握。其次,通过对7_2煤自燃基础参数测定,掌握主要煤质指标,测定其自燃倾向性等级为Ⅱ类;通过程序升温氧化实验测定了煤样的耗氧速率、CO与CO_2产生率、放热强度及测算了表观活化能;通过分析煤样实验过程中产出各组分气体的体积分数、格氏火灾系数、链烷比与烯烷比等随温度升高变化规律,对煤样氧化阶段进行划分并给出了进入每个阶段的临界温度,结合预报煤自燃标志气体优选原则,优选出标志气体与辅助指标参数对煤自燃进行预报,并拟合标志气体浓度与参数随温度变化的函数关系式,建立了多参数预警指标体系,并对煤自燃危险性进行分级预警。最后,通过现场试验与工作面采空区数值模拟相结合,以实测结果结合数值模拟采空区漏风强度结果综合判定采空区自燃“三带”的范围,得出进、回风侧采空区氧化带范围分别为35~80m、20~77m,并计算出最小安全推进速度为1.76m/d。根据数值模拟结果,7_215工作面向采空区漏风范围主要集中在进风侧倾向上0~30m区域,且漏风速度最大;综采面供风量越大向采空区漏风量也越大,导致采空区内氧化带的宽度越宽,距工作面的距离也越远。所得研究成果为防治7_2煤层自燃提供科学参数,为类似矿井煤层安全生产提供参考。图[36]表[30]参[86]