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采空區煤自燃“三帶”劃分

根據煤自燃基本條件和采空區漏風流動規律,釆空區煤自燃“三帶”依次可以劃分為散熱帶、氧化帶和窒息帶。對于采空區煤自燃“三帶”的劃分依據主要有:采空區漏風風速、采空區溫升速率和采空區氧氣濃度分布。

1)依據采空區漏風風速劃分

釆空區漏風為煤自燃提供了氧化環境,是誘導煤自燃的主要因素。依據采空區漏風風速劃分采空區煤自燃“三帶”的具體指標為

(1)散熱帶的漏風風速:V大于0。24m/min;

(2)氧化帶的漏風風速:V等于0。1~0。24m/min;

(3)窒息帶的漏風風速:V小于0.1m/min。

盡管采空區漏風風速可以劃分采空區煤自燃“三帶”,但是,該劃分方法仍存在許多技術問題。比如,在煤礦現場測試中,漏風風速檢測測點布置困難,檢測裝置易損壞,檢測數據不穩定,等;漏風風速作為矢量,現場檢測數據只能反映風速大小,風速方向對采空區蓄熱環境也存在影響。因此,采空區漏風風速劃分法通常只應用于數值模擬研究,但是,采空區漏風流場規律復雜,數值模擬的初值和邊界條件難以確定,導致數值模擬結果誤差太大。

2)依據采空區溫升速率劃分

采空區煤自燃溫度持續升高,火源位置周圍經過熱量傳導也相繼升溫。依據采空區溫升速率劃分采空區煤自燃“三帶”的具體指標為

(1)散熱帶的溫升速率:K小于1℃d

(2)氧化帶的溫升速率:K不小于1℃/d

(3)室息帶的溫升速率:K小于1℃/d。

從理論上來說,采空區溫升速率可以客觀地反映出采空區煤自燃情況,但是在煤礦現場測試中,采空區溫度傳感器布置困難,難以全覆蓋采空區不同位置,采空區深部溫度數據傳輸困難,等。采空區非均質多孔介質傳熱傳質規律復雜,溫度數據難以準確反映采空區煤自燃的真實狀況。

3)依據采空區氧氣濃度分布劃分

氧氣環境是采空區煤自燃的必要條件,采空區氧氣濃度也間接反映了采空區的漏風規律。依據采空區氧氣濃度分布劃分采空區煤自燃“三帶”的具體指標為:

(1)散熱帶的氧氣濃度:C大于18%

(2)氧化帶的氧氣濃度:C等于10%~18%

(3)室息帶的氧氣濃度:C小于109氧氣濃度對煤自燃特性是存在影響的,氧氣濃度降低可以升高煤自燃活化能,減弱煤自燃氧化速率。采空區氧氣濃度分布綜合反映了采空區的漏風情況和遺煤的氧化程度。在煤礦現場測試中,采空區氧氣濃度數據容易檢測,準確性比較高。因此,采空區氧氣濃度分布可以比較準確地反映采空區煤自燃危險區域。

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創建時間:2020-09-17 11:20
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