瓦斯抽采对综采面采空区自燃影响及防治策略

"综采面采空区瓦斯抽采对自燃‘三带’的影响研究" 这篇研究主要探讨了在高瓦斯大采高工作面开采中，如何有效进行瓦斯抽采以防止采空区自燃的问题。文章以某具体煤矿的15108工作面为例，深入研究了瓦斯抽采策略与自然发火防治之间的关系。在高瓦斯环境下，工作面的开采过程中往往伴随着瓦斯和火的共存，这给安全生产带来了极大的挑战。 研究采用了数值模拟软件COMSOL进行分析，结合现场实测数据，探究了瓦斯抽采量和抽采口位置对自燃"三带"（即氧气扩散带、氧化升温带和无氧降温带）的影响。自燃三带是煤炭自燃过程中的关键区域，了解其动态变化对于预防和控制矿井火灾至关重要。 研究结果显示，采空区遗煤的自燃危险性与瓦斯抽采量成正比。这意味着，增加瓦斯抽采量可以降低遗煤自燃的风险。具体到15108工作面，当工作面推进速度从3m/d提升至3.2m/d时，极限抽采量显著提高，达到120m³/h，这是原抽采量的四倍。这一发现强调了优化工作面推进速度对于提升瓦斯抽采效率的重要性。 此外，研究还确定了抽采口的理想位置，即距离工作面切顶线10~20米。这个位置的选择有助于更有效地抽取采空区内的瓦斯，同时减少对自燃三带的不利影响，从而降低火险。 关键词涉及的注氮、自然发火、瓦斯抽采、氧化升温带和COMSOL模拟等都是该研究的核心概念。注氮是常见的防火措施，通过注入惰性气体氮气来抑制氧气，减少氧化过程，进而防止煤炭自燃。自然发火是指煤炭在一定条件下自发燃烧的现象，需要通过综合手段进行防控。瓦斯抽采是控制瓦斯灾害的关键技术，通过抽取煤层中的瓦斯，既可以减少爆炸风险，也能间接防止因瓦斯积聚导致的自燃。氧化升温带是煤炭自燃过程中温度升高的区域，是监控和预测自燃的关键指标。COMSOL是一种多物理场模拟软件，用于模拟和分析瓦斯抽采过程中的流体动力学和热传递现象。 这项研究为高瓦斯大采高工作面的安全生产提供了理论依据和实践指导，为矿井瓦斯治理和自燃防治提供了新的思路，有助于提升煤矿的安全管理水平。