采空区自燃CH4-CO2-N2多元惰化体系与注气安全性研究

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变量注释表

1 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1采空区自燃危险性判别

1.2.2采空区瓦斯运移研究

1.2.3采空区瓦斯与自燃灾害耦合理论的发展

1.2.4采空区注惰气防治自燃研究现状

1.2.5煤自然发火理论研究现状

1.3.1研究内容

1.3.2技术路线

1.4本章小结

2煤耗氧特性及升温特性研究

2.1封闭耗氧实验平台的建立

2.2煤样封闭耗氧实验原理及方法

2.3采空区窒熄带临界氧浓度的确定方法

2.4煤样自然升温实验

2.5不易自燃煤最短自然发火期间接计算方法

2.6本章小结

3采空区多元惰化仿真原理及分析方法

3.1采空区内空气流动基本方程

3.1.1物质导数

3.1.2质量守恒方程（连续方程）

3.1.3动量守恒方程（ N-S方程）

3.1.4能量守恒方程与热导方程

3.2采空区内孔隙度分布规律

3.2.1根据冒落系数确定采空区孔隙度

3.2.2三维空间碎胀系数分布规律

3.3采空区瓦斯涌出与抽采源项研究

3.4采空区内遗煤耗氧升温规律及方程

3.5采空区遗煤耗氧准则数分析方法

3.6 Fluent 仿真模拟基本流程

3.7.1阜新五龙矿3123工作面基本参数

3.7.2阜新五龙矿3123工作面采空区流场模拟与校验

3.8本章小结

4采空区瓦斯涌出及抽采对采空区的惰化影响

4.1采空区模型的建立

4.2瓦斯涌出对采空区的自然惰化

4.2.1竖直均质孔隙度采空区的惰化情况

4.2.2竖直非均质孔隙度采空区的惰化情况

4.3 瓦斯抽采对自然惰化的影响

4.4本章小结

5瓦斯涌出条件下的采空区注N2-CO2惰化分析

5.1采空区注氮惰化规律

5.1.1采空区注氮位置变化对惰化的影响

5.1.2采空区注氮流量的变化对采空区惰化的影响

5.2采空区注CO2惰化规律

5.2.1采空区注CO2位置变化对惰化的影响

5.2.2采空区注CO2流量的变化对惰化的影响

5.3采空区N2-CO2同注的惰化规律

5.3.1采空区内N2-CO2混合同注的惰化规律

5.3.2采空区N2-CO2上下同位共注的惰化规律

5.3.3采空区N2-CO2前后异位共注的惰化规律

5.3.4采空区注CO2量减半的惰化效果分析

5.3.5采空区惰化方案效果的综合对比分析

5.3.6 氮气与 CO2预混配比对采空区惰化效果的影响

5.4采空区瓦斯涌出强度与注惰气位置变化的惰化规律

5.5采空区注惰气对工作面安全性的影响

5.5.1采空区注N2惰化对工作面安全性的影响

5.5.2采空区注CO2惰化对工作面安全性的影响

5.5.3采空区N2-CO2同注惰化对工作面安全性的影响

5.5.4采空区注CO2流量减半惰化对工作面安全性的影响

5.5.5不同CO2流量惰化采空区对工作面的影响

5.6本章小结

6采空区多元惰化理论的应用

6.1.1红庆梁煤矿11301工作面概况

6.1.2红庆梁煤矿11301工作面现场参数测定

6.1.3红庆梁煤矿煤样耗氧升温特性测定

6.1.4红庆梁煤矿采空区流场模拟与结果校验

6.1.5红庆梁煤矿工作面注氮前后最小推进速度的确定

6.2.1大兴矿S5903工作面基本情况

6.2.2大兴矿S5903煤样耗氧升温特性测算

6.2.3大兴矿S5903采空区流场模拟与结果校验

6.2.4大兴矿开区N2-CO2共注工作面安全性分析

6.3本章小结

7结论与创新点

7.1结论

7.2创新点

7.3展望

参考文献

查新结论

作者简历

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