王 飛

(陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)橫山魏墻煤業(yè)有限公司，陜西 榆林 719199)

0 引言

礦井火災(zāi)是煤礦開(kāi)采所面臨的“五大災(zāi)害”之一，由采空區(qū)遺煤自然發(fā)火導(dǎo)致的內(nèi)因火災(zāi)是礦井火災(zāi)的主要原因[1]。礦井火災(zāi)會(huì)導(dǎo)致人員和設(shè)備的損失，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)降低采煤區(qū)域面積、大量煤炭資源被埋藏地下，礦井火災(zāi)產(chǎn)生有毒有害氣體對(duì)自然環(huán)境破壞性很強(qiáng)[2-3]。目前已知的我國(guó)煤田火災(zāi)地區(qū)總數(shù)為56處，主要位于新疆、內(nèi)蒙古等地區(qū)。這些年來(lái)，隨著我國(guó)礦區(qū)的開(kāi)采力度加大，該地區(qū)面臨的采空區(qū)遺煤自然發(fā)火危險(xiǎn)性不斷增大，防治采空區(qū)遺煤自然發(fā)火已經(jīng)成為西部礦區(qū)眾多煤礦日常工作的重中之重。

根據(jù)采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的危險(xiǎn)程度，再利用風(fēng)速、溫度、氧氣濃度3個(gè)參數(shù)，將采空區(qū)整體劃分為自燃“三帶”，分別為散熱帶、氧化帶和窒息帶[4-5]。由于風(fēng)速為矢量，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中難以測(cè)試，該方法通常應(yīng)用于數(shù)值模擬分析中，而采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度及溫度變化在現(xiàn)場(chǎng)易于監(jiān)測(cè)，因此工程試驗(yàn)劃分采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域分布通常對(duì)氧氣濃度及溫度變化規(guī)律進(jìn)行分析[6-7]。例如，程衛(wèi)民等[8]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)束管監(jiān)測(cè)，依據(jù)魯西煤礦采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度及其分布的實(shí)際情況，對(duì)魯西煤礦采空區(qū)內(nèi)氧氣自燃“三帶”的范圍進(jìn)行了劃分；邵磊[9]利用最新的光纖測(cè)溫技術(shù)，監(jiān)視了采空區(qū)內(nèi)遺煤溫度變化同時(shí)將氧氣濃度相互結(jié)合，大致確定了潘一礦采空區(qū)內(nèi)有可能發(fā)生自燃的危險(xiǎn)區(qū)。隨著開(kāi)采的不斷深入進(jìn)行，采空區(qū)的地理位置在不斷改變，進(jìn)而自燃“三帶”的范圍也處于動(dòng)態(tài)變化中，受多種環(huán)境因素的干擾，單純通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)測(cè)試了采空區(qū)中的氧氣濃度及其溫度變化規(guī)律，不能全面掌握采空區(qū)中存在的危險(xiǎn)區(qū)域，因此利用數(shù)值模擬更加了解礦井溫度等參數(shù)的規(guī)律已經(jīng)成為補(bǔ)充現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的重要手段[10]。例如，張春等[11]通過(guò)建立了五龍煤礦自然發(fā)火危險(xiǎn)區(qū)域數(shù)學(xué)模型，對(duì)五龍煤礦綜放工作面采空區(qū)域的大小進(jìn)行了模擬，進(jìn)而合理劃分了自燃危險(xiǎn)區(qū)域的范圍。范紅偉等[12]利用數(shù)值模擬軟件結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析了福達(dá)煤業(yè)綜采工作面采空區(qū)的“三帶”范圍和氧氣分布情況。

目前，中國(guó)的煤炭資源大多集中于西部地區(qū)，具有煤層儲(chǔ)量大、自燃傾向性為易自燃或自燃的特點(diǎn)，有效防治煤礦采空區(qū)遺煤自然發(fā)火是保證煤礦安全生產(chǎn)的重要工作。以魏墻煤礦1313綜采工作面為主要研究對(duì)象，完成采空區(qū)自燃“三帶”的劃分，同時(shí)基于此模型分析不同配風(fēng)量情況下采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域分布規(guī)律及其對(duì)工作面推進(jìn)速度的影響情況。

1 工作面概況

1313工作面為魏墻煤礦首采一盤區(qū)第7個(gè)綜采工作面。位于一盤區(qū)1311工作面采空區(qū)以西，1313工作面南部和西部均未進(jìn)行開(kāi)采相關(guān)作業(yè)。工作面煤層走向軸線長(zhǎng)4 487 m、傾向?qū)?00 m，煤層平均厚3.05 m，傾角小于1°，該工作面煤層較為穩(wěn)定且基本不含夾矸煤層。礦井綜采工作面開(kāi)采深度范圍為265～388 m。綜采工作面的內(nèi)部煤層呈現(xiàn)的是西厚東薄、南薄北厚的趨勢(shì)。1313工作面3號(hào)煤層具有低灰、高揮發(fā)分、中高硫、易自燃的特點(diǎn)，按照劃分屬于長(zhǎng)焰煤，視密度1.31 g/cm3，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。

2 采空區(qū)自燃“三帶”劃分

2.1 自燃“三帶”現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)

魏墻煤礦1313工作面利用液壓支架進(jìn)行支護(hù)，監(jiān)測(cè)工作面整個(gè)采空區(qū)內(nèi)各種自燃“三帶”的相關(guān)溫度數(shù)據(jù)時(shí)，沿兩工作面兩巷各布3個(gè)溫度觀測(cè)點(diǎn)；對(duì)整個(gè)采空區(qū)的氣體溫度、自燃?xì)怏w及其組成物質(zhì)的監(jiān)測(cè)采用埋設(shè)抽氣管路的方法，定時(shí)從埋設(shè)抽氣管路中提取整個(gè)采空區(qū)的氣體溫度樣本，通過(guò)專用氣相色譜儀對(duì)采空區(qū)的各種氣體綜合濃度變化規(guī)律情況進(jìn)行分析；通過(guò)埋設(shè)氣體溫度探頭進(jìn)行測(cè)定采空工作區(qū)內(nèi)溫度波動(dòng)變化規(guī)律情況。通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析確定了魏墻煤礦1313工作面的采空區(qū)自燃“三帶”分布范圍?；仫L(fēng)巷管路鋪設(shè)長(zhǎng)度為200 m，進(jìn)風(fēng)巷管路鋪設(shè)長(zhǎng)度84 m，在聯(lián)絡(luò)巷位置觀測(cè)工作面回采200 m。在工作面兩巷共設(shè)6個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)設(shè)置示意圖如圖1所示。

圖1 采空區(qū)“三帶”測(cè)試各測(cè)點(diǎn)布置示意Fig.1 Layout of each measuring point in the “three zones” test in the goaf

2.2 采空區(qū)溫度及氣體成分變化規(guī)律

2.2.1 溫度實(shí)測(cè)分析

1313工作面采空區(qū)內(nèi)各個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度隨推進(jìn)距離不斷變化，具體變化如圖2所示。對(duì)采空區(qū)溫度進(jìn)行實(shí)測(cè)和分析可得到如下結(jié)果：膠運(yùn)巷、回風(fēng)巷中各測(cè)點(diǎn)溫度均呈現(xiàn)先上升后下降接著趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)。由于工作面嚴(yán)格按照煤層頂?shù)装暹M(jìn)行回采，采空區(qū)遺煤量少，因此采空區(qū)溫度整體升高3～4 ℃，升幅較小?；仫L(fēng)巷中3個(gè)測(cè)點(diǎn)最高溫度分別為：4#為29.6 ℃，5#為30.6 ℃，6#為30.1 ℃；膠運(yùn)巷中3個(gè)測(cè)點(diǎn)最高溫度分別為：1#為28.9 ℃，2#為29.2 ℃，3#為30.1 ℃。根據(jù)回風(fēng)巷中3個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，在距離工作面0～45 m 溫度升高幅度不大，在45～146 m溫度直線上升，146 m左右以后溫度呈下降趨勢(shì)。膠運(yùn)巷的溫度變化趨勢(shì)在0～80 m升高緩慢，80～170 m溫度升高較快，170 m后溫度呈下降趨勢(shì)。

圖2 各測(cè)點(diǎn)溫度隨推進(jìn)距離的變化情況Fig.2 Variation of temperature at each measuring point with advancing distance

2.2.2 氧氣濃度實(shí)測(cè)分析

1313工作面各測(cè)點(diǎn)氧氣濃度隨推進(jìn)距離的變化如圖3所示。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，靠近回風(fēng)巷一側(cè)工作面推進(jìn)至45 m左右各測(cè)點(diǎn)氧氣體積分?jǐn)?shù)降低至18%，各測(cè)點(diǎn)氧氣體積分?jǐn)?shù)降低至18%的位置分別為：4#測(cè)點(diǎn)45 m、5#測(cè)點(diǎn)47 m，6#測(cè)點(diǎn)44 m。各測(cè)點(diǎn)進(jìn)入窒息區(qū)域(氧氣體積分?jǐn)?shù)低于6%)的位置分別為：4#測(cè)點(diǎn)為距工作面146 m處，測(cè)得氧氣體積分?jǐn)?shù)為5.35%；5#測(cè)點(diǎn)距工作面158 m，氧氣體積分?jǐn)?shù)為5.96%；6#測(cè)點(diǎn)距工作面160 m，氧氣體積分?jǐn)?shù)為5.87%?？拷z運(yùn)巷一側(cè)工作面在推進(jìn)至75 m左右各測(cè)點(diǎn)氧氣體積分?jǐn)?shù)降低至18%，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出各測(cè)點(diǎn)氧氣體積分?jǐn)?shù)降低至18%的位置分別為：1#測(cè)點(diǎn)81 m，2#測(cè)點(diǎn)76 m，3#測(cè)點(diǎn)74 m。各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)入窒息區(qū)域的位置分別為：1#測(cè)點(diǎn)距工作面176 m，氧氣體積分?jǐn)?shù)為5.74%；2#測(cè)點(diǎn)距工作面178 m，氧氣體積分?jǐn)?shù)為5.35%；3#測(cè)點(diǎn)距離工作面180 m，氧氣體積分?jǐn)?shù)為5.28%。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以得出，距離工作面越遠(yuǎn)，氧氣濃度越低，膠運(yùn)巷一側(cè)氧氣體積分?jǐn)?shù)在74 m后降至18%，回風(fēng)巷一側(cè)氧氣體積分?jǐn)?shù)在44 m后降至18%，氧氣濃度下降緩慢。膠運(yùn)巷一側(cè)74 m后，回風(fēng)巷一側(cè)44 m后氧氣濃度下降較快。分析可能原因?yàn)椋簻y(cè)點(diǎn)剛埋入采空區(qū)后，由于頂板垮落未能壓實(shí)，漏風(fēng)嚴(yán)重，導(dǎo)致氧氣濃度下降緩慢，隨著測(cè)點(diǎn)繼續(xù)埋入采空區(qū)深部，礦山壓力作用下頂板垮落壓實(shí)，氧氣濃度下降趨勢(shì)較快。

圖3 各測(cè)點(diǎn)氧氣濃度隨推進(jìn)距離的變化情況Fig.3 Changes of oxygen concentration at each measuring point with advancing distance

2.3 采空區(qū)自燃“三帶”范圍劃分

參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)以及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，主要以氧氣體積分?jǐn)?shù)6%～18%為自燃帶的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，同時(shí)以采空區(qū)內(nèi)溫度變化規(guī)律進(jìn)行輔助驗(yàn)證。劃分結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 各測(cè)點(diǎn)氧氣濃度所劃分的自燃“三帶”范圍Table 1 The “three zones” range of spontaneous combustion divided by the oxygen concentration of each measuring point

從各個(gè)測(cè)點(diǎn)氧氣濃度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可知：利用從工作面到采空區(qū)的距離表示魏墻煤礦1313工作面靠近膠運(yùn)巷一側(cè)采空區(qū)自燃“三帶”的范圍為散熱帶0～74 m，自燃帶74～180 m，大于180 m為窒息帶；靠近回風(fēng)巷一側(cè)利用從工作面向采空區(qū)的距離表示為散熱帶0～44 m，自燃帶44～160 m，窒息帶為大于160 m范圍。采空區(qū)自燃“三帶”范圍示意圖如圖4所示。

圖4 工作面采空區(qū)自燃“三帶”范圍劃分結(jié)果示意Fig.4 The division results of the “three zones” of spontaneous combustion in the goaf of the working face

對(duì)魏墻煤礦1313回采工作面現(xiàn)場(chǎng)采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度進(jìn)行實(shí)測(cè)，采空區(qū)內(nèi)氧氣體積分?jǐn)?shù)在75 m左右維持在18%，實(shí)測(cè)自燃“三帶”范圍較大，說(shuō)明采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)情況較為嚴(yán)重，分析認(rèn)為主要由以下原因造成：1313工作面推進(jìn)速度較快，采空區(qū)冒落不實(shí)，采空區(qū)內(nèi)孔隙率大，風(fēng)流滲入較遠(yuǎn)；在輔助運(yùn)輸巷內(nèi)采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，巷道內(nèi)風(fēng)壓為正，且在礦壓作用聯(lián)絡(luò)巷密閉墻可能產(chǎn)生裂隙，從而引起聯(lián)絡(luò)巷密閉處存在一定程度漏風(fēng)。

2.4 工作面最低推進(jìn)速度計(jì)算

由以上測(cè)試分析可知，魏墻煤礦1313工作面最大散熱帶寬度為74 m時(shí)自燃帶寬度為106 m，3號(hào)煤層自然發(fā)火期為38 d，則預(yù)防采空區(qū)自燃的工作面最低推進(jìn)速度可按下式計(jì)算

Vi>(Lz+Lb)/Tm/月=142.1 m/月

式中，Vi為綜采工作面的推進(jìn)速度，m/月；Lz為自燃帶寬度，106 m；Lb為散熱帶寬度，74 m；T為最短發(fā)火期，月。

考慮足夠的安全系數(shù)(取1.2)，則建議1313回采工作面預(yù)防采空區(qū)自燃推進(jìn)速度為Vs>1.2×142.1 m/月=170.5 m/月。

3 采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域數(shù)值模擬

3.1 采空區(qū)數(shù)學(xué)模型建立

采空區(qū)內(nèi)的滲透率目前認(rèn)為由頂板及上覆巖層的冒落和碎漲情況決定，其分布符合“O”型圈理論，在重力影響下，采空區(qū)內(nèi)巖石冒落后的空隙率的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下

φG(x,y)=1+

(1)

在FLUENT軟件中，黏性損失項(xiàng)(Darcy)和慣性損失項(xiàng)構(gòu)成了多孔介質(zhì)的自定義源項(xiàng)。其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下

(2)

(3)

式中，α為滲透性系數(shù)；C2為內(nèi)部阻力因子;D,C為對(duì)角陣1/α和C2，其它項(xiàng)為零。在多孔介質(zhì)的層流流動(dòng)中，壓降和速度成比例，常數(shù)C2可以考慮為零。

3.2 物理模型建立及網(wǎng)格劃分

結(jié)合魏墻煤礦1313工作面實(shí)際情況建立幾何模型，忽略工作面中的設(shè)備及巖石冒落情況，將幾何模型簡(jiǎn)化為不同尺寸的長(zhǎng)方體。坐標(biāo)原點(diǎn)選擇進(jìn)風(fēng)巷和1313工作面及采空區(qū)地面相交點(diǎn)處，X軸正方向選擇為沿進(jìn)風(fēng)方向指向采空區(qū)深部，工作面回風(fēng)方向(下隅角指向上隅角)選定為Y軸正方向，將底板指向頂板設(shè)為Z軸正方向。使用Ansys Mesh組件將模型劃分為網(wǎng)格，模型網(wǎng)格間距可設(shè)置為1 m×1 m，模型共有144 422個(gè)網(wǎng)格和1 530 261個(gè)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)格質(zhì)量為0.98，采空區(qū)三維模型及網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖5所示。

圖5 工作面采空區(qū)物理模型及網(wǎng)格劃分結(jié)果Fig.5 Physical model and mesh division results of the working face goaf

計(jì)算模型選擇穩(wěn)態(tài)模型(steady)，打開(kāi)組分輸運(yùn)模型，混合物選擇甲烷-空氣混合物(methane-air)并打開(kāi)能量方程。風(fēng)流在采空區(qū)內(nèi)流動(dòng)為湍流狀態(tài)，使用RNG k-epsilon模擬湍流狀態(tài)。魏墻煤礦1313回采工作面膠帶運(yùn)輸巷處與回風(fēng)巷處分別設(shè)置為速度入口和自由出口。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料，工作面配風(fēng)量為1 758 m3/min，即風(fēng)速為1.73 m/s。根據(jù)采空區(qū)冒落帶和裂隙帶的特點(diǎn)，在模型中更加符合多孔介質(zhì)區(qū)域，根據(jù)孔隙率與滲透率的分布，編寫UDF函數(shù)并導(dǎo)入求解器。

3.3 數(shù)值模擬結(jié)果與分析

3.3.1 采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度分布

采空區(qū)的遺煤氧化以及高溫區(qū)域的形成和發(fā)展受氧氣濃度分布的影響。魏墻煤礦1313工作面采空區(qū)氧濃度分布云圖通過(guò)數(shù)值模擬結(jié)算結(jié)果得到，如圖6所示。垂直工作面走向氧氣濃度分布云圖，如圖7所示。

由圖7可以看出，在1313采空區(qū)中垂直于工作面的剖面方向上，從風(fēng)流進(jìn)入端到回風(fēng)端氧氣濃度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。臨近工作面處，離漏風(fēng)源越近氧氣濃度越高，隨著采空區(qū)的不斷擴(kuò)大與加深，氧氣濃度也隨之有了一定的下降。這是因?yàn)樵谶M(jìn)風(fēng)端沿采空區(qū)走向漏風(fēng)速度相對(duì)較大，隨著風(fēng)流向回風(fēng)側(cè)流動(dòng)，氧氣得到一定程度的消耗導(dǎo)致濃度降低。利用相關(guān)知識(shí)分析認(rèn)為，一方面采空區(qū)內(nèi)遺煤需要消耗氧氣進(jìn)行氧化，另一方面由于阻力的作用減小了漏風(fēng)速度。所以漏風(fēng)對(duì)進(jìn)風(fēng)側(cè)影響較大。當(dāng)以氧氣體積分?jǐn)?shù)在6%～18%為氧化自燃帶的劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分時(shí)，可得到“三帶”范圍劃分結(jié)果，見(jiàn)表2。

通過(guò)對(duì)表2中的數(shù)據(jù)分析可得，利用數(shù)值模擬劃分的自燃“三帶”范圍比礦井中實(shí)際測(cè)量的自燃“三帶”范圍偏小?？紤]為1313回采工作面周圍毗鄰其他工作面的采空區(qū)，漏風(fēng)源不僅為本工作面漏風(fēng)，從而導(dǎo)致數(shù)值模擬結(jié)果略小于實(shí)際測(cè)量結(jié)果?？傊?，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果誤差在可以被接受范圍內(nèi)，說(shuō)明二者結(jié)果基本符合礦井實(shí)際自燃“三帶”范圍。

表2 數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析Table 2 Comparison of numerical simulation results and measured results

3.3.2 不同配風(fēng)量對(duì)回采工作面推進(jìn)速度影響

采空區(qū)中采空區(qū)漏風(fēng)、頂板的垮落，以及破碎巖體的理化性質(zhì)等因素影響氧氣濃度的分布。當(dāng)工作面的回采方式以及通風(fēng)方式確定的情況下，礦井通風(fēng)量和漏風(fēng)是影響采空區(qū)氧氣濃度分布主要因素。增大工作面的風(fēng)量會(huì)加劇采空區(qū)的漏風(fēng)，漏風(fēng)風(fēng)流會(huì)對(duì)采空區(qū)更多地方產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致采空區(qū)遺煤氧化面積的擴(kuò)大，采空區(qū)遺留煤的自燃危險(xiǎn)性大大提高。采空區(qū)自燃“三帶”是隨著工作面開(kāi)采不斷深入而變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，當(dāng)工作面開(kāi)采遇到問(wèn)題時(shí)，工作面推進(jìn)速度減慢甚至停止，采空區(qū)會(huì)遇到工作面遺煤接觸氧氣的時(shí)間會(huì)上升，采空區(qū)中浮煤的產(chǎn)熱量也會(huì)相應(yīng)提高，當(dāng)自燃“三帶”中氧化帶的寬度大于工作面的推進(jìn)速度與自然發(fā)火期的乘積時(shí)，氧化帶內(nèi)的遺煤產(chǎn)生的熱量較大，浮煤極其容易到達(dá)較高溫度甚至達(dá)到自燃點(diǎn)。因此，根據(jù)通風(fēng)量變化情況確定合理的工作面推進(jìn)速度對(duì)于防治采空區(qū)遺煤自燃具有重要的意義。本文模擬了工作面配風(fēng)量分別為1 500 m3/min、1 600 m3/min、1 800 m3/min、1 900 m3/min、2 000 m3/min時(shí)對(duì)采空區(qū)濃度、自燃帶分布及工作面推進(jìn)速度的影響分析如圖8所示，見(jiàn)表3。

圖8 工作面不同配風(fēng)量對(duì)采空區(qū)氧氣濃度分布影響Fig.8 The influence of different air distribution in the working face on the oxygen concentration distribution in the goaf

表3 不同配風(fēng)量下采空區(qū)自燃帶分布范圍Table 3 Distribution range of spontaneous combustion zone in goaf under different air distribution

由圖8可知，采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度分布特征，膠運(yùn)巷一側(cè)氧氣濃度分布范圍大于回風(fēng)巷道。這主要是因?yàn)楣ぷ髅骘L(fēng)流通過(guò)裂隙進(jìn)入采空區(qū)時(shí)，漏風(fēng)主要集中在膠運(yùn)巷一側(cè)，該處漏風(fēng)風(fēng)量大，能量強(qiáng)，使得進(jìn)入采空區(qū)的風(fēng)流可以影響到更遠(yuǎn)的距離，漏風(fēng)風(fēng)量的提升導(dǎo)致氧氣濃度升高。在采空區(qū)膠運(yùn)巷道一側(cè)，由于工作面漏風(fēng)風(fēng)量增大，采空區(qū)內(nèi)氧化帶不斷加寬并向礦井采空區(qū)深處拓展，而在采空區(qū)回風(fēng)巷一側(cè)風(fēng)量并未有明顯變化，因此氧化帶寬度和深度也無(wú)明顯變化。通過(guò)數(shù)值模擬分析可得如下結(jié)果，隨著工作面進(jìn)風(fēng)量的增大，采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域范圍擴(kuò)大，為了防止發(fā)生礦井災(zāi)害，需要提高工作面的推進(jìn)速度，從而加快自燃“三帶”的運(yùn)移，使得處于氧化帶升溫的遺煤快速進(jìn)入窒息帶中，采空區(qū)的遺煤達(dá)不到著火點(diǎn)難以自燃，降低了礦井自燃危險(xiǎn)性。

4 結(jié)論

(1)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)魏墻煤礦1313綜采工作面推進(jìn)期間采空區(qū)遺煤溫度及氣體成分變化規(guī)律，結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果，劃分工作面采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域，回風(fēng)巷側(cè)采空區(qū)距工作面0～44 m為散熱帶，44～160 m為自燃帶，大于160 m為窒息帶，進(jìn)風(fēng)巷側(cè)采空區(qū)距工作面0～74 m為散熱帶，74～180 m為自燃帶，大于180 m為窒息帶。根據(jù)劃分結(jié)果，得出1313工作面最低推進(jìn)速度為170.5 m/月。

(2)數(shù)值模擬工作面不同配風(fēng)量對(duì)采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域和工作面安全推進(jìn)速度的影響。工作面配風(fēng)量越大，采空區(qū)漏風(fēng)量加大，造成氧化帶加大、窒息帶后移，需要提高工作面的推進(jìn)度才能使遺煤快速進(jìn)入窒息帶。綜采工作面采空區(qū)具有自燃危險(xiǎn)區(qū)域大、工作面配風(fēng)量影響更顯著等特點(diǎn)。