枣泉煤矿2#煤层开采工作面CO来源研究

枣泉煤矿所开采煤层为易自燃煤层，在开采过程中，工作面上隅角及回风流常出现CO浓度偏高现象，且在割煤过程中，工作面及回风流CO浓度较平常升高。对枣泉煤矿110205、130201两个工作面的CO变化规律进行了理论分析并查阅大量文献，认为工作面CO可能来源为煤层吸附、煤体破碎、工作面煤壁氧化及采空区CO运移四类。本文着重对前人很少涉及的前三类来源进行研究。 对枣泉及其他不同煤矿的煤样进行CO吸附实验，并计算吸附热，发现枣泉煤样相对于其它煤样有着较大的CO吸附热。在一个新揭露的工作面进行了煤层钻孔实验，实验结果表明CO浓度随钻孔深度的增加而降低，较深钻孔中CO浓度随观测时间的增加而降低，经分析认为该工作面煤层中存在少量CO气体，其来源是煤壁氧化后向煤层内部运移。使用红外摄影仪对110205工作面温度场分布进行了研究，发现工作面最高温度为采煤机截齿与煤壁摩擦产生的高温61.5℃，基于工作面温度场分布，对该工作面煤样进行程序升温实验，得出了标准氧浓度条件下，不同温度时的CO产生率拟合公式，并初步估算了工作面煤壁CO产生速率，认为在正常通风条件下，该原因不足以对工作面CO浓度分布造成影响。对枣泉煤矿2#煤层进行取样，设计并进行了煤样破碎实验，实验结果表明煤体破碎的过程中会产生一定浓度的CO气体，并认为采煤机割煤过程会释放一定量的CO气体，可能会对工作面CO浓度造成影响。最后运用ANSYS Fluent数值模拟软件对110205工作面CO来源及分布规律进行了数值模拟研究，研究结果表明在采煤机割煤过程中，采煤机附近、工作面、回风流中CO浓度均有上升，但对上隅角CO浓度影响不大。与现场观测数据进行对比认为研究结果准确可信，论文可为煤自燃指标性气体的研究工作提供依据。