为研究建北矿4204工作面高瓦斯煤层不同抽采条件对采空区煤自燃"三带"分布及危险区域的影响,采用理论分析、数值模拟、现场原位观测等方法,利用CFD模拟软件,通过建立钻孔抽采、上隅角埋管抽采方式下的采空区渗流模型,模拟不同抽采条件下采空区氧浓度场分布规律。采用预埋束管监测系统对采空区氧浓度场分布规律进行现场观测,确定了采空区现场煤自燃"三带"的分布情况,并与模拟结果进行了对比分析,结果较为一致。根据工作面实际情况确定了最小安全推进速度,并提出减少遗煤、两隅角封堵、进风侧注氮与回风侧注浆等针对性的防灭火技术措施,可为瓦斯抽采与采空区遗煤自燃耦合治理方案一体化提供指导。

1 瓦斯抽采漏风机理
2 采空区氧浓度场数值模拟
2.1 工作面概况
2.2 采空区扩散数学模型
2.3 采空区数值模拟参数设定
2.3.1 物理模型
2.3.2 边界条件
2.4 数值模拟
2.5 模拟结果分析
3 现场观测
3.1 采空区氧浓度观测
3.2 工作面安全推进速度
4 采空区煤自燃防灭火技术
4.1 减少遗煤
4.2 堵漏防火
4.3.1 进风侧注氮技术
4.3.2 回风侧注浆及注胶技术
5 结论