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我国许多矿区为近距离煤层群赋存,采用全部垮落法开采使多层相邻新老采空区相互连通,形成大面积复合采空区,导致采空区漏风量大,采空区灾害气体涌入生产工作面,易造成自燃火灾,因此近距离易自燃煤层群开采过程中大面积复合采空区的自燃防治问题是矿井安全生产亟待解决的重大技术难题。大同矿区开采条件极为复杂,既有近距离煤层群开采,也有超厚煤层开采,均属易自燃煤层,自燃火灾防治难度极大。论文针对大同矿区侏罗系近距离易自燃煤层群开采形成的大面积复合采空区自燃火灾防治问题,系统开展大面积采空区风流动态平衡自动调控策略与关键装备研发,并在同煤集团四台矿14#煤层81216综采工作面进行工业试验与应用,旨在解决复杂煤层防灭火技术难题,对矿井安全生产具有重要的理论指导意义和应用价值。论文在大面积复合采空区气体流动和灾害气体运移状态理论分析的基础上,从采场调风数学模型入手,分析了影响采场通风状况的基本参数,对采场调风方法进行了分类研究;提出了大面积复合采空区调风技术方案,即通过增压监测监控设备与变频调压风机连接,实现大面积复合采空区风流动态平衡自动调控;确定了回风巷观测点风压P3的可容许调节范围为:P4(t)-h2,3(t),P4(t)-h2,3(t)+ hk(t,L);采用数值模拟方法优化得到了 81216综采工作面风压平衡调控最佳参数,即工作面出风口均压点风压高于上覆采空区风压30～50Pa,获得了大面积复合采空区风流动态平衡自动调控方法。研发了集监测、控制、变频调压为一体的大面积复合采空区风流动态平衡自动控制关键技术与装备。提出多传感器数据融合技术,解决了从时间和空间两个维度提取、处理和分析井下多传感器数据的问题。开发了基于粒子群优化的模糊控制器,实现自动控制风机风扇的转动,调节风速的大小。完成了操控平台的硬件和软件设计,系统硬件设计包括操作台面板、指示灯矩阵、数码管、PLC控制箱、多参数传感器等。软件设计主要包括主程序设计、报警程序设计、控制输入程序设计、控制输出程序设计和上位机MCGS监控系统设计。设计了基于专家系统的双风机控制方案,有效解决了双风机的协调控制问题。在14#煤层81216综采工作面进行了大面积复合采空区风流动态平衡自动调控技术的工业性试验,提出了自动调压与地表裂隙充填、火区治理等措施相结合的大面积复合采空区条件下易自燃煤层瓦斯、自然发火综合治理技术方案;构建了以密闭墙、调压风门、自动监测与变频调节为一体的大面积复合采空区风流动态自动调控系统,给出了调控系统的技术参数、系统自动调控标准和系统启动程序;回采期间,上覆采空区风压和工作面漏风量得到有效控制,采空区未出现自燃标志性气体超标现象和高温点,回风瓦斯和CO等灾害气体浓度在规程规定范围,实现了安全回采,创造了显著的经济效益、安全效益和社会效益。