采空区煤炭自燃无线监测系统的设计

采空区煤炭自燃是长期危害煤矿安全生产的主要灾害之一,煤矿采空区煤炭自燃监测对于制定预防自燃措施至关重要。基于现有采空区参数采样方法存在的不足,笔者设计了一套以矿井原有基站、中心站为基础的采空区煤炭自燃无线监测系统,该系统由设在采空区的多组信号发射器和采掘工作面便携式接收器构成,通过井下监测监控网络实现对采空区参数的地面实时监测。     

浅埋藏厚煤层自燃高温区域探测及治理

以神华神东补连塔煤矿22305工作面CO超限以及上覆采空区煤自燃治理过程为背景,论述其上覆采空区遗煤自燃引发该工作面CO超限后的治理及决策经验。通过对22305工作面CO超限情况进行分析,得出其上覆采空区已发生自燃的现况及条件,然后通过地面钻孔方法对22305工作面上覆采空区自燃高温区域进行了圈划和分析,并给出治理方案;同时对该方案的实施效果进行监测分析,最后分析实际工作中存在的问题和改进方向。研究结果表明:该高温区域确定方法及治理方案合理有效,能够为具有类似条件的矿区防灭火工作提供借鉴经验。     

煤矿采空区自然发火多参数监测系统研究

提出采用气体分析法和测温法相结合来监测煤自燃特征信息的方法,针对采空区煤自燃特征信息特点,研发了采空区无线自组网温度监测系统,并集成煤自燃束管监测系统和安全监控系统系统,构成可对矿井采空区不同位置指标气体和温度同时实时监测的新型煤矿采空区自然发火多参数监测系统。重点在监测方法、系统集成、关键单元的设计和监测方案等方面进行了研究,该系统的研究对于早期发现矿井采空区浮煤自燃隐患,判断自燃危险程度,确定自燃危险区域提供可靠依据。     

特厚易自燃煤层综放工作面自燃“三带”划分及防灭火技术

根据酸刺沟煤矿6上111综放工作面的实际情况,采用在采空区埋设束管观测的方法监测采空区氧气浓度变化,分析监测结果得出该工作面采空区自燃"三带"范围和工作面的最低推进速度。根据监测结果采取注浆、注氮、注阻化剂、改变密闭构筑方式和合理配风等措施,综合防治采空区自燃。一氧化碳浓度变化检验结果表明,综放工作面采空区防灭火治理措施取得了良好的效果。     

数值模拟预测综放面采空区遗煤自燃程度

通过对宁夏灵武矿区枣泉煤矿2#煤层煤样进行程序升温实验,工作面上隅角CO浓度监测,得出了采空区遗煤的最高温度接近其自燃的临界温度,实现了早期预测采空区遗煤自燃程度,为治理工作面上隅角CO超限提供了科学依据.     

孤岛综放工作面采空区残煤自燃指标气体及“三带”特征研究

针对因遗煤多、漏风严重等因素造成孤岛综放工作面采空区内煤层自然发火危险性较高的问题,以济北矿区某矿1304孤岛综放工作面为背景,通过室内煤的热解试验分析,确定了工作面采空区残煤自燃指标性气体,并通过现场束管监测分析采空区氧气浓度分布规律,研究揭示了工作面采空区自燃"三带"的分布特征,为孤岛综放工作面采空区残煤自燃的防控与治理提供了指导。     

五虎山煤矿010910工作面复合采空区注浆防灭火效果分析

为了解决五虎山煤矿010910工作面的遗煤氧化自燃问题,需要在010910工作面回风巷上隅角适当范围内,通过实施向上的定向观测兼治理钻孔以及010910工作面埋设的束管采样器,同时对上覆工作面采空区和010910采空区进行实时动态分层监测;复合采空区动态分层监测状态下出现CO浓度升高等遗煤自燃迹象后,利用上层施工的定向钻孔及本层回风巷的注浆管路,实施上下层高低位联合注浆治理措施。结果表明:实施高低位联合注浆后钻孔内CO气体浓度呈不断降低趋势,复合采空区注浆治理效果比较明显,能确保工作面正常回采。     

MEA新型防灭火材料在火区控制中的应用

分析了采空区自燃隐患产生的原因,介绍了采用MEA新型防灭火材料对采空区的自燃隐患进行治理的方案及治理效果.     

闭区均压技术在鹤煤四矿的实践

分析了采空区自然隐患产生的原因,采用单调压气室—连通管闭区均压技术成功地对采空区自燃隐患进行了治理,保证了工作面安全、高产、持续、稳定的生产。     

采空区煤炭自燃危险性模糊综合评价方法及应用

根据采空区煤炭自燃影响因素和自燃防治因素,建立采空区煤炭自燃危险性评价指标体系,其一级指标为煤的自燃倾向性、煤层地质赋存条件、开拓开采因素、通风因素和自燃防治因素。通过采用模糊综合评价法,确定了评价指标的权重和隶属度函数,建立了采空区煤炭自燃危险性评价模型。并采用该评价方法对顾桥煤矿1122(3)工作面自燃危险性进行了评价,评价的结果与实际情况基本一致。该评价方法为制定有效的采空区自燃防灭火措施有一定的指导意义。     

近距离煤层群开采自燃危险区域划分及自燃预测

通过数值方法求解复合煤层采空区渗流、扩散和化学反应耦合的三维稳态数学模型,得到常温下采空区氧浓度及渗流速度场的分布.结合大型煤自然发火实验得到的煤自燃的下限氧浓度、上限漏风强度、极限浮煤厚度等参数及煤的实验自然发火期,划分出开采下部煤层时上部煤层煤柱及采空区自燃危险区域,再结合工作面推进速度,预测自然发火期.采用这种方法对东荣二矿采煤工作面顶部煤层煤柱进行自燃预测,得到进风侧的煤柱氧化升温区在距离工作面50~140 m处,回风侧在距离工作面50~85 m处,工作面推进速度大于1.6 m/d时,煤柱无自燃危险,工作面停止推进但正常通风38 d后,煤柱进风侧将首先发生自燃.     

浅述采煤工作面采空区自燃发火及其预防

根据鹤岗矿业集团南山煤矿多年来对自燃发火煤层开采的实践,分析总结了采空区自燃发火的原因和条件、发火类型和特点、发货的影响因素和采空区自燃发火的预防措施,为自燃发火煤层的开采和预防发生火灾,提供了可借鉴的经验。     

采用绝热式自燃测试方法分析煤的自燃倾向

对煤的自燃倾向进行快速有效鉴别,有助于对煤的自燃倾向采取分级分类管理从而有效防治煤矿火灾,因而采用绝热式自燃测试方法对煤的自燃倾向进行准确分析很有必要。简要介绍绝热式自燃测试方法的测试原理及其仪器结构,模拟煤炭自燃的物理过程,通过采用包括反应器、气体预热铜管和跟踪温度控制方式等综合绝热措施以实现300 g煤样的自然发火实验,记录煤样从40℃上升到70℃的升温速率(或前30 h的升温速率),测试煤样的自燃特性曲线并分析曲线特征。即建立煤绝热氧化产热速率计算模型,结合实验数据计算所得的煤在绝热氧化条件下的升温速率和产热速率可鉴定煤自燃倾向性的强弱。采用绝热式自燃测试方法对不同煤的自燃倾向分析后表明,无烟煤和部分烟煤的自燃倾向较低,褐煤的自燃倾向较高,故而在煤矿开采时需特别注意褐煤的自燃倾向。     

易自燃煤层综放面采空区自然发火预测技术分析

采空区冒落大,遗留的大量松散遗煤容易发生氧化反应,产生自然发火灾害,严重影响煤矿安全生产。本文结合山煤河曲上炭水煤业1203综采工作面特征,通过模拟实验方式,进行自然发火预测技术分析。     

分层开采煤层自燃火灾的预防

煤层自燃是煤与空气中氧气相互作用的结果,自燃倾向性的煤层被开采、破碎后在常温下与空气接触,发生氧化,产生热量,使其温度升高,出现发火和易燃的现象。所以应及时准确地进行火灾早期预报,防止煤层积热自燃。     

Basic theory research of coal spontaneous combustion

Discussed latest research results of basic theory research of coal spontaneous combustion in detail, with quantum chemical theory and method and experiment systematically studied chemical structure of coal molecule, adsorption mechanism of coal surface to oxygen molecule and chemical reaction mechanism and process of spontaneous combustion of organic macromolecule and low molecular weight compound in coal from microcosmic view, and established complete theoretical system of the mechanism of coal spontaneous combustion. Supported by National Natural Science Foundation(50474010); Eleventh Five Year Key Technologies (2006BAK03B05)     

煤自然活化反应理论

对煤自燃过程进行了绝热氧化实验模拟,获得了9个典型煤样自燃过程升温曲线,并通过计算得到煤样自燃过程中每升高10 ℃时活化能随温度的变化曲线,得出了煤自燃过程中活化能随温度升高而逐渐降低的规律.在分析实验结果的基础上,提出了煤自然活化反应机理,即温度越高,煤自然活化需要的活化能越小,煤越容易被活化.定义了零活化能、初始活化能和零活化能温度的概念.零活化能与零活化能温度都是煤从被动氧化到自发反应的临界值.推导出了初始活化能、零活化能温度与R₇₀值的关系式.     

影响矸石自燃因素及防治措施

分析了矸石自燃的影响因素 ,找到解决矸石自燃的方法。     

煤自然发火实验温度监测系统

针对目前煤自然发火实验的特点，提出了一种基于多传感器数据融合的煤自然发火实验温度监测系统；在数据处理上，首先应用分布图法剔除所监测温度数据的疏失误差，再利用Bayes参数估计方法对多个温度监测数据进行数据融合，在此基础上温控系统利用融合后的煤温数据控制水温自动跟踪煤温，达到模拟井下煤自然发火的目的.     

煤炭自然发火预测预报的气体指标法

通过中国八大典型煤种煤样的自然发火模拟试验,对煤样氧化自燃气体产物进行了定性和定量分析,得出了各煤种从缓慢氧化阶段发展为加速氧化阶段的灵敏气体指标为:褐煤、长焰煤、气煤、肥煤以烯烃或烯烷比为首选,以一氧化碳及其派生指标为辅;而焦煤、贫煤和瘦煤则以一氧化碳其派生指标为首选,乙烯或烯烷比为辅;无烟煤和高硫煤唯一依据是一氧化碳及其派生指标.乙炔是煤进入激烈燃烧阶段的指标.研究提出了煤自然发火标志气体指标体系应至少包括自热加速和激烈燃烧2个阶段的主要指标,前一个指标是火灾危险预警指标,后一个指标是明火报警指标,同时也可以作为自然发火熄灭程度指标.