特厚煤層自燃關鍵參數現場觀測及動態數值模擬研究

邢 震

(1.中煤科工集團常州研究院有限公司，江蘇 常州 213015；2.天地(常州)自動化股份有限公司，江蘇 常州 213015)

采空區自然發火是煤礦的常見災害，由于其致災范圍廣、災害后果嚴重、持續時間長、施救成本高、難以處理等特點長期困擾著煤礦技術人員，特別是特厚煤層放頂煤開采更是容易發生自然發火災害，因此有必要深入研究其規律，為防滅火做出理論依據。礦井生產過程中，采空區內部無法采取有效的監測手段，采用實驗室試驗的方法又會受限于試驗模型及設備，難以進行有效的試驗，而計算機數值模擬由于具有低成本、高效率、可模擬任何工況的優點，可有效的應用于煤礦防滅火研究領域，協助研究人員充分的掌握煤自然發火規律，研究自燃關鍵參數變化情況，為自然發火預測及防治提供重要保障[1-3]。

1 現場概況

試驗工作面沿走向長度約為1850m，沿傾向長度約為210m，煤層最大厚度達23m，平均厚度為19.2m，近水平分布，自然發火期約27d，極易自然發火，采用綜采放頂煤開采方式，全部垮落法管理頂板，采用“U”型通風方式，配風量1280m3/min。試驗工作面煤層屬于特厚煤層分層開采，自然發火期較短，反復揭煤的待采區域的遺煤頻繁接觸O2，熱量容易積聚，成為煤自煤的危險區域。自煤礦開始投產起，反復出現自然發火及征兆，嚴重威脅礦井的安全生產，影響礦井開采進度。據礦方統計數據，采空區自然發火是導致礦井停產的主要事故，約占90%。采空區煤自燃的監測及治理成為該礦以及大部分自然發火礦井的重點工作。……