采空区气体分析组成及运移规律
近距离煤层开采上覆采空区气体分布规律
近距离煤层开采上覆采空区气体分布规律摘要：为了研究近距离煤层开采上覆采空区气体分布规律，确定上覆采空区自然发火危险区域，运用多孔介质渗流理论建立近距离煤层开采上覆采空区三维数学模型；对上覆及下覆采空区孔隙结构及孔隙率进行研究，利用Fluent软件对上覆采空区气体分布规律进行数值模拟．研究结果表明，上覆采空区在采煤工作面上部水平方向30m范围内氧气浓度和瓦斯浓度超限，存在自然发火危险性．关键词：近距离；上覆采空区；气体分布；数值模拟矿井火灾是煤矿开采过程中的重大灾害之一．随着矿井的不断延伸，特别是近距离煤层开采带来了新的问题．近距离煤层开采上覆采空区遗煤自然发火属于二次氧化现象，发火时间短、过火区域大，自然发火严重、发火后难以确定火源位置，给防灭火带来了新的难题．近距离煤层开采上覆采空区遗煤自然火灾受很多因素的影响，其中的主要因素为采空区漏风、遗煤耗氧、瓦斯涌出和温度等．本文运用Fluent对近距离煤层开采上覆采空区氧气及瓦斯浓度场进行了研究，确定了上覆采空区存在自燃危险性，并划定了火灾自燃危险区域，为预防近距离煤层开采时采空区火灾和发生火灾后火源位置的确定提供了依据．1采空区渗流场数学模型1．1采空区漏风方程由于采空区松散煤岩体在时间和空间的分布不均匀，导致流场过于复杂，故本文模拟只考虑均匀条件下的漏风强度．假设区域内的松散煤体各向同性，区域内的气体为不可压缩流体，在单位面积下松散煤体下的漏风方程：1．2采空区氧气质量平衡方程在松散煤岩中氧气的运移过程主要是扩散渗流运动．松散煤体中氧气的质量平衡方程：式中，D：氧气在煤体中的扩散系数，D=2．88×10一；：煤在氧气浓度为c时的耗氧速度．本文不考虑媒体耗氧速率，设置．2物理模型的建立2．1物理模型近距离煤层开采上覆采空区几何模型，其内部结构主要由进风巷、回风巷、工作面(支架区)、下覆采空区、上覆采空区构成．模型中进风巷和回风巷长50m，宽5m，高3m；工作面(支架区)长10m，宽160m，高5m；下覆采空区长150m，宽160m，高15m；上覆采空区为长210m，宽160m，高5m的长方体．风流从进风巷进入，途经工作面、上覆采空区、上覆采空区后再由回风巷流出，2．2模型边界条件设定近距离煤层开采上覆采空区模型进风巷入口边界条件设置为速度入口平均风速2m／s；回风巷出口边界条件设置为自由出流；上覆及下覆采空区远端各个面质量流率浓度设置为25％、瓦斯流率设置为0．03kg／s；工作面与下覆采空区以及上下覆采空区之间的裂隙区交界面设置为内部交界面；上下覆采空区之间的裂隙区与上覆采空区之间的交界面设置为连贯接口；其他界面设置为墙面；采空区耗氧量设为0．2．3模型孔隙率及渗透率确定近距离煤层开采下覆采空区属于已开采稳定区域．为简化计算，本文认为下覆采空区为是均匀介质，服从膨胀系数经验公式计算：式中，k：渗透率；Dp：为平均粒子直径；n：为多孔介质孔隙率．取Dp=1．15×10-4m则采空区均匀分布隙率为4．7×10-7m2．近距离煤层开采上覆采空区与工作面之间由于放顶产生裂隙区，上覆采空区由于二次塌陷产生新的裂隙．裂隙的存在对煤岩体的渗透系数有很大的影响，岩体是裂隙与孔隙共存的双重介质，因本文只讨论气体分布规律，遂将裂隙区与上覆采空区认为是均匀介质，各向同性．近距离煤层开采下覆采空区渗透率取4．7×10-7m2，孔隙率取0．4．近距离煤层开采上覆采空区与工作面之间由于放顶产生的裂隙区渗透率取5×10-6m2，孔隙率取O．6．3数值模拟及结果分析近距离煤层开采上覆采空区氧气浓度场分布情况可以看出上覆采空区氧气浓度随着与交界面距离的增加而逐渐减小，氧气扩散范围也逐渐减小．下覆采空区氧气浓度比上覆采空区浓度高且扩散距离远．随着距离下覆采空区底板的增加氧气浓度逐渐降低，在上覆采空区顶板附近氧气浓度小于2％．上覆采空区距离工作面30m以内大部分区域氧气浓度在5％～10％，靠近顶板部分区域氧气浓度小于5％．根据采空区三带划分氧气浓度5％～18％的区域为自燃带，上覆采空区距离工作面30m以内，具有自然发火危险性，由于上覆采空区煤的氧化属于二次氧化，发火时间短，增加了自然发火的危险性；超过30m上覆采空区的氧气浓度小于5％，不具有自然发火危险性．上覆采空区与下覆采空区底板距离越短，氧气浓度越高，靠近下覆采空区危险区域越大．上覆采空区顶板靠近处氧气浓度小于5％，不具有自然发火危险性．由于瓦斯密度比空气小，故瓦斯在上覆采空区富集．据近距离煤层开采上覆采空区氧气浓度及瓦斯分布云图，可以看出近距离煤层开采上覆采空区的氧气主要在工作面上部，成带状分布．氧气在工作面上部及两侧各30m范围内，大部分区域氧气浓度在5％一10％之间，具有自然发火危险性；瓦斯浓度在上覆采空区菇轴方向上两端较高，在工作面上部的浓度较低，但浓度均大于5％．在近距离煤层开采时由于工作面放顶卸压，覆岩发生周期性断裂而形成多孔介质和裂隙共存的双重介质区．由于双重介质区存在裂隙，裂隙漏风风流中的氧气浓度具有不稳定性，氧气浓度局部有可能大于12％，所以工作面上部爆炸危险性．同样由于裂隙的存在，双重介质区的渗透系数急剧减小，渗流加强，最终形成了氧气在上覆采空区的分布情况．因靠近进风口侧不断有新鲜空气渗流进来，故靠近工作面的氧气浓度较高．4结论1)近距离煤层开采上覆采空区离工作面很近，受下层煤层开采采动影响很大．在运用流体力学、渗流学理论研究的基础上，对上覆采空区漏风状态、孔隙率、渗透系数进行计算并确定数值．2)截面靠近进风口侧的氧气浓度较高，出风口侧氧气浓度明显较低；上覆采空区顶板瓦斯浓度较高，存在瓦斯富集现象．在距离工作面小于30m的上覆采空区内氧气浓度为5％一10％，整个上覆采空区瓦斯浓度大于5％，所以距离工作面小于30m的上覆采空区具有白热发火危险性．由于裂隙存在漏风不稳定可能存在氧气浓度大于12％，所以具有爆炸危险性．参考文献：[1]牛会永，周心权．综放面采空区自然发火特点及环境分析[J]．煤矿安全，2008(8)：12—15．[2]肖砀．近距离煤层采空区自然发火预测模型[D]．西安：西安科技大学，2005．[3]李强．近距离易自燃煤层群开采上层采空区气体分布规律研究[D]．太原：太原理工大学，2014．。
长壁工作面采空区气体流动场瓦斯运移规律研究与实践
渗透等等。针对铁法矿区的具体情况 ，本文研究选 择了矿 区两个具有代表性的长壁工作面 ，即大兴矿
作者简介
１４ａ 据 Ｎ４３工作 面瓦 斯涌 出量 实 际测 定 ， ０Ｐ。根 ０
实际为 １．ｍ／。全 负压 ｕ型 通风 ，配风 量 ６０～ １６ ３ｔ ０
第 ８ 第 ５期 卷
２１ 年 ｌ ０１ ０月
中国煤层气
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李 国君
（ 辽宁铁法 能源有 限责任公 司 ， 宁 １ ７０ 辽 １ ０） ２
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矿井空气及其调节
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载矿井空气及其调节地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容教学模块Ⅰ 矿井空气及调节1.1 矿井空气成分、性质和变化规律1.1.1 矿井空气的成分矿井空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下以后会发生物理和化学两种变化，变化，因而矿井空气在成分、质量和数量都和地面空气有着程度不同的区别。
1.1.1.1地面空气成分的种类和数量地面空气是干空气和水蒸气组成的混合气体，通常称为湿空气。
在混合气体中，水蒸气的浓度随地区和季节而变化，其平均的体积浓度约为1%；此外还含有尘埃和烟雾等杂质，有时能污染局部地区的地面空气。
新鲜空气无色，无味和无臭，是维持生命所必需的，并能助燃。
1.1.1.2 矿井空气的主要成分及生成上面提到，地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成分种类增多，各种成分的浓度也发生改变。
1.矿井空气的主要成分就煤矿而官，井下空气的成分种类共有O2、CH4、CO2、CO、H2S、SO2、N2、N02、H 2、NH3、水蒸气和浮尘十二种。
由于各矿的具体条件不同，各矿的井下空气成分种类和浓度都有一定的差异。
在上述成分中，氧是井下人员呼吸所必需的，必须保持足够的浓度，其余九种(水蒸气除外)气体和浮尘，超过一定浓度时，对人体都是有害的，必须把它们的浓度降低到没有危害的程度．在这九种气体中CO、H2S、SO2和N02超过一定浓度时，还能使人体中毒。
故称这九种气体为有害有毒气体，又名为广义的矿井瓦斯，而狭义的矿井瓦斯则专指CH4。
CH4是煤矿井下昔遍存在的气体，在一定浓度范围内，具有爆炸性。
所以，CH4是煤矿井下最危险的气体。
煤矿井下经常出现且数量较多的气体是CH4和CO2，它们是计算矿井所需风量的主要根据。
《采空区煤自燃氡气析出机理及运移规律研究》
《采空区煤自燃氡气析出机理及运移规律研究》一、引言随着煤炭资源的不断开采，采空区的形成及管理成为了一个亟待关注的问题。
采空区内部常伴随着煤自燃的现象，这种自燃不仅可能导致严重的资源浪费和环境污染，同时还会释放出大量有害气体，其中氡气作为主要的放射性气体之一，其析出机理及运移规律的研究显得尤为重要。
本文旨在研究采空区煤自燃过程中氡气的析出机理以及其在采空区内的运移规律，以期为采空区的安全管理和环境治理提供理论依据。
二、煤自燃过程中氡气的析出机理1. 煤的组成与结构煤是一种复杂的有机物质，其组成和结构对煤自燃及氡气析出具有重要影响。
煤中含有的有机质和无机质在自燃过程中会发生一系列的化学反应，这些反应会释放出大量的气体，包括氡气。
2. 氡气的产生煤自燃过程中，由于温度的升高，煤中的放射性元素如铀、钍等会发生放射性衰变，产生氡气。
同时，煤中含有的水分、氧气等也会参与化学反应，进一步促进氡气的产生。
3. 氡气析出机理氡气的析出与煤的孔隙结构密切相关。
在煤自燃过程中，煤的孔隙结构发生变化，导致氡气在孔隙内的扩散和运移受到影响。
当孔隙内的压力达到一定程度时，氡气便会从孔隙中析出，进入采空区或外部环境。
三、氡气在采空区内的运移规律1. 氡气的扩散与渗透氡气在采空区内的运移主要受到扩散和渗透的作用。
由于氡气的密度较小，因此容易在采空区内扩散。
同时，采空区的地质构造和岩石性质也会影响氡气的渗透性。
2. 影响因素分析氡气的运移规律受到多种因素的影响，包括采空区的地质构造、岩石性质、温度、湿度、压力等。
这些因素都会影响氡气的扩散和渗透性，从而影响其在采空区内的运移规律。
3. 运移规律研究方法为了研究氡气在采空区内的运移规律，可以采用数值模拟、实验室模拟和现场观测等方法。
通过这些方法可以更好地了解氡气的运移路径、速度和浓度分布等。
四、结论与展望通过对采空区煤自燃过程中氡气的析出机理及运移规律的研究，我们可以更好地了解采空区的安全管理和环境治理问题。
近距离煤层群开采上层采空区气体变化规律
近距离煤层群开采上层采空区气体变化规律
近距离煤层群开采会导致上层采空区产生气体变化，其规律如下：
1. 煤层开采后，煤体内的瓦斯开始被释放出来，积聚在上层采空区，导致采空区内瓦斯浓度增加。
2. 煤层开采过程中，随着采空区的形成，采空区的体积不断增大，并与煤层通气。
3. 采空区的通气条件改变，使得原本封存在煤层中的地下瓦斯得以释放，进一步增加了上层采空区内瓦斯浓度。
4. 上层采空区的瓦斯浓度逐渐达到相对稳定的水平后，可能会出现瓦斯的扩散和迁移现象，影响周边矿井和矿区的安全。
总之，近距离煤层群开采会导致上层采空区的气体变化规律是瓦斯浓度的增加和扩散，这对矿井的安全和环境保护提出了挑战。
为了有效控制上层采空区气体变化，需要采取科学的瓦斯抽采和排放措施，以及加强安全监测和管理。
低变质煤种综放面采空区CO产生及运移规律研究
收稿日期:2023-03-23作者简介:(1986-),,,,,,。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2023.11.017低变质煤种综放面采空区CO 产生及运移规律研究宋庆立1袁师吉林2(1.国网能源哈密煤电有限公司,新疆哈密 839000;2.中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁沈阳 110000)摘 要:,、CO 0.0024%,3,CO ,FLUENT CO ,CO ,3CO 32%,68%,CO 。
关键词:低变质煤种;采空区;CO 超限;运移规律中图分类号:TD752.2 文献标识码:A 文章编号:1005-2798(2023)11-0063-04 40%[1],,97.5%、、、、、6()[2]。
,,CO ,、CO 0.0024%[3-8],CO [9-14],。
,3,,CO ,FLUENT CO ,CO 。
1 35.1~9.98m,9.1m,7~10°,236m,538m,,1~4,,I ,,37d.3240m ,,3m,6.98m,1∶2.3,97%,90%,,1200m 3/min ,138。
3CO 0.017%,CO 0.0028%;13011307,30~30m,30~90m,90m ;0~10m,10~30m,30m 。
2 CO GB /T 482-2008《》,1305、1307,,1kg ,GB /T 474-2008《》,ZYQM -2,80~100,5g 。
3CO ,3,1g ,,100mL /min,:25~80℃0.5℃/min,80~200℃1.0℃/min,200~300℃2.0℃/min.,20min 1,O 2、CO、C 2H 4、C 2H 2,CO (1):v CO (T )=Q -·C S CO0.0224tV S(1):Q -,m 3/s;t ,s;V S ,m 3;C S CO CO ,mol /m 3.(1),CO (1)。
《2024年采空区压注二氧化碳的分布规律及工艺参数优化》范文
《采空区压注二氧化碳的分布规律及工艺参数优化》篇一一、引言随着全球气候变化和环境保护意识的提高，二氧化碳的捕集、利用和封存（CCUS）技术已成为应对气候变化的重要手段。
采空区压注二氧化碳技术作为CCUS技术的重要组成部分，通过将二氧化碳注入采空区，不仅可以实现碳的封存，还可以利用其地质特性提高采空区的稳定性。
本文旨在研究采空区压注二氧化碳的分布规律及工艺参数优化，为实际工程应用提供理论支持。
二、采空区压注二氧化碳的分布规律采空区压注二氧化碳的分布规律主要受地质条件、注入参数和注入方式等因素的影响。
在地质条件方面，地层的孔隙度、渗透率、岩石类型等都会影响二氧化碳的扩散和运移。
在注入参数方面，注入压力、注入速率和注入量等参数也会影响二氧化碳在采空区的分布。
在实际应用中，我们发现在一定范围内增加注入压力和注入速率可以加快二氧化碳在采空区的扩散速度，但过高的压力和速率可能导致泄漏等安全问题。
此外，注入量也是影响分布规律的重要因素，过大的注入量可能导致采空区内的二氧化碳浓度过高，不利于长期稳定。
三、工艺参数优化针对采空区压注二氧化碳的工艺参数优化，主要考虑的是如何在保证安全的前提下提高封存效率。
我们首先需要优化的是注入压力和注入速率，这两个参数应根据实际的地质条件和工程要求进行适当调整。
一方面，我们可以通过实验和模拟手段确定合适的压力和速率范围；另一方面，我们还需要考虑注入过程中的安全性和稳定性。
其次，我们还需要考虑注入方式的选择。
常见的注入方式包括点源注入和面源注入。
点源注入具有较高的定向性，可以更好地控制二氧化碳的扩散方向；而面源注入则具有较高的扩散速度，但可能存在一定的泄漏风险。
因此，在选择注入方式时，我们需要根据实际情况进行权衡。
此外，我们还需要考虑其他工艺参数的优化，如注入前的预处理、监测手段的选择等。
预处理可以改善地层的渗透性，提高二氧化碳的封存效率；而监测手段的选择则可以帮助我们实时掌握二氧化碳在采空区的分布情况，及时发现并处理潜在的安全问题。
采空区瓦斯浓度分布及运移规律研究
采空区瓦斯浓度分布及运移规律研究作者：刘义磊黄素果来源：《科技资讯》2012年第29期摘要：针对采空区瓦斯运移包括渗流和非均质气体的扩散两个方面的问题，利用渗流理论、气体扩散理论为基础建立起采空区风流流动数学模型，以及采空区瓦斯运移的数学模型，并采用计算机数值求解，将数值模拟结果与现场实测数据结果进行对比分析，提出了采空区瓦斯浓度分布特征及瓦斯运移规律。
关键词：综放工作面采空区瓦斯气象参数中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0048-02采空区瓦斯浓度分布不但受流场速度分布影响，同时流场的速度分布又反过来影响浓度分布，这个两个问题的方程需要耦合求解。
本文利用渗流理论、气体扩散理论为基础建立风流流动及瓦斯运移的数学模型，采用计算机数值求解，分析研究采场气体流动和瓦斯分布规律。
1 采空区风流流动数学模型在矿井通风系统中，风流的流动可分为管道流动和采空区冒落区域内的流动。
在采场内的管道流动时风压稳定，各处的压力差值相对很小，不考虑温度的变化影响，此时风流流动可以看作不可压缩流体的稳定流动，符合连续方程。
而采空区的冒落区域被破碎的岩石填满，岩石之间形成多处缝隙，风流在这些缝隙中流动的速度很低，可看作是渗流，在忽略结构变形的影响时，符合达西定律：。
式中：V为渗流速度；为渗流场压力；k为渗流系数。
因此可以得到风流在采空区范围内稳定流动的微分方程：由于在实际的流场分布中风速测量起来比较简单方便，因此选择第二类边界条件作为求解条件，此时该方程存在定解的充要条件是：式中：为工作面或沿空巷与采空区交界面上采空区侧任意两点的压头差，m；为工作面或沿空巷内和相对应的静压差，Pa；为工作面或沿空巷内和相对应的标高差，m。
式（1）、（2）联立即可对采空区风流流动的数学问题进行求解。
2 采空区瓦斯运移数学模型采空区的气体状态可以视为一个由瓦斯和空气这两种元素构成的系统，将瓦斯用字母来表示，将空气用字母来表示。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。