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柠条塔矿浅埋煤层综采面采空区漏风规律研究

吴刚  
【摘要】:采空区漏风供氧是造成采空区遗煤自燃的主要原因。陕西省神木柠条塔矿为浅埋煤层开采,受采动影响,极易造成地表塌陷,形成采空区地表漏风。因此,研究柠条矿浅埋煤层采空区漏风规律,对于其后期生产与灾害防治有着指导意义。 本文以柠条塔煤矿2~(-2)煤层N1201综采工作面作为主要研究对象,采用理论研究、现场实地观察与数据观测,结合数值模拟方法对综采工作面采空区地表漏风规律开展研究。首先,通过对柠条塔地质、地貌资料分析,对采空区地表裂隙分析,按照对地表裂隙影响,将地表至采空区的顶板冒落区域划分为自由冒落区域,顶板断裂区域以及地表沙土自由松散区域,得出柠条塔矿采空区地表裂隙沉降特性;然后,对现场开展实地观测。通过地表布点并释放示踪气体SF_6,在井下检测,进而得出N1201工作面采空区地表漏风通道,分析漏风强度;通过分析采空区氧气浓度变化,得出变化规律,为进一步漏风分析提供数据支持。其次,结合前面对柠条塔N1201工作面采空区地表裂隙规律的研究结果,以及对采空区漏风通道测定及观测结果,对采空区地表漏风参数进行适当简化,建立地表多孔渗流数学和物理模型。最后,根据柠条塔矿漏风数值模型,采用CFD软件FLUENT对采空区压力分布及氧气浓度分布规律进行数值模拟,进一步对采空区漏风规律进行分析。通过对柠条塔浅埋煤层漏风规律模拟与分析,得出了在柠条塔矿区2~(-2)煤层综采采空区的自燃危险区域,为其正常开采对采空区煤炭自燃提供防治依据,对于类似条件的矿井安全生产有一定的借鉴意义。


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