韩家湾煤矿煤自燃多级预警指标体系构建

为完善韩家湾煤矿煤自燃预警预报技术指标体系,实现煤自燃隐患的早期准确预警,通过对韩家湾煤矿多个煤层开展煤自燃特性参数的程序升温试验测试,得到了煤样氧化升温过程中气态产物随煤温的变化规律。确定了以CO、ΔCO/ΔO₂、C₂H₄为主,以C₂H₆、C₂H₄/C₂H₆为辅的煤自燃预警指标,进一步分析了预警指标与煤温之间的映射关系,构建了适用于韩家湾煤矿煤自燃防控需求的分级预警体系。研究成果可实现韩家湾煤矿煤自燃的分级预警,对韩家湾煤矿及煤炭开采条件类似矿井的煤自燃预测预报与防控工作提供借鉴依据,能够满足实际的煤火灾害主动防控需求。预警体系的建立对于煤层自燃隐患辨识、主动地防灭火措施实施具有一定的理论指导意义。     

矿井煤自燃灾害监测预警技术及发展趋势

以降低矿井火灾的发生率为目标,梳理了矿井煤自燃灾害现有监测预警技术的发展现状,总结了现有技术的局限性和不足,指出未来发展应注重先进监测技术的应用、预测技术准确性的提升、预警系统和智能化管理的发展等。针对矿井煤自燃灾害隐蔽性、持续性、扩散性和难以控制的特点,提出矿井煤自燃灾害监测预警技术未来发展方向：提升煤自然发火临界值确定方法的综合性,利用新兴设备和先进技术完善煤自然发火临界值的确定方法;针对矿井煤自燃复杂环境,可通过研究声波探测等新型先进技术手段,提高矿井煤自燃监测参数的全面性和精细化;推动矿井煤自燃监测预警技术的创新性和决策的智能化,利用数字孪生技术提供精准的模拟与预测能力、优化防控方案、提供培训和应急管理以及数据分析和决策支持等方面的帮助;聚焦矿井自燃灾害全面感知、精准预测与防控智能一体化建设,加强对矿井自燃灾害数据分析、灾前主动预警、灾后事故治理、火区自动封闭等技术的研究。     

泡沫凝胶防治煤炭自燃的特性与机理

针对现有煤矿防灭火技术存在的不足,提出并研发了泡沫凝胶防灭火技术。阐述了泡沫凝胶防灭火技术的特点,并通过固水特性实验、扩散模拟实验以及封堵漏风实验研究了泡沫凝胶的防灭火特性,研究结果证明泡沫凝胶兼有良好的固水、扩散、覆盖和封堵漏风通道的防灭火优点;建立了采空区浮煤自燃的动力学模型,结合模型分析了泡沫凝胶的大面积扩散覆盖、固水降温、封堵漏风、降低氧气浓度的采空区煤自燃防治机理,并将该技术在煤矿现场进行了实际应用,结果表明该技术能有效地防治采空区煤炭自燃。     

煤炭自燃防灭火材料技术进展

矿井、煤炭储运过程发生的火灾是威胁煤矿安全生产、危害职工生命安全、造成资源浪费的重大灾害之一。总结了近年来国内外广泛应用的防灭火材料,以及在煤炭开采、运输及储存中煤炭防自燃、防灭火技术等方面新型材料的研究和应用进展。近十几年,中国煤矿新型材料灭火技术无论在新型凝胶方面,还是三相泡沫方面,均取得了较多的研究成果和实践经验。     

煤炭自燃规律与综合防治技术研究

煤炭自燃是煤矿的主要灾害之一,掌握煤层自燃发火的规律,提出煤层自燃综合防治技术措施,对指导煤矿防灭火和安全生产具有重要意义。文章采用程序升温实验研究了实验矿井煤样的自燃特性,对自燃过程的特性参数进行测定,分析了其自燃预报指标气体;通过现场观测及分析,得到了采空区气体浓度的变化规律,进行了自燃"三带"的划分;提出了适合该矿的煤自燃早期预测预报技术;在此基础上,针对矿区为易自燃开采矿井的实际情况,提出综放开采防灭火技术方案和措施,成功的治理了矿井煤层自燃隐患,保障了矿井安全生产。     

焦坪矿区煤层自燃特点及防控技术研究

针对焦坪矿区高瓦斯易自燃厚煤层开采的实际开采条件,统计分析了该矿区近年来的煤自燃发火地点、规律及原因,同时以焦坪矿区4-2煤自燃发火规律为依据,结合矿井实际条件和各种防灭火技术的特点,以胶体防灭火技术和惰气防灭火技术为主要手段,因地制宜,合理地运用注惰气泡沫、堵漏、灌浆、注胶及矿井应急防灭火技术,有效的预防了该矿区煤自燃灾害的发生。     

一种凝胶泡沫的研制及其封堵阻化特性

针对目前煤矿防灭火材料的不足,通过四因素三水平正交试验研制出一种用于防治煤自燃的新型凝胶泡沫,并采用自行设计的封堵装置和程序升温方法分别对其进行封堵与煤自燃阻化实验。研究结果表明:凝胶泡沫作为一种新型防灭火复合材料,其承压性能相比三相泡沫得到极大提高,且高温下不会分解产生刺激性气体,在对煤炭封堵隔氧和自燃阻化方面展现出优良的防灭火特性。     

液态CO_2对采空区自燃隐蔽火源的控制技术研究

近年来,随着煤炭开采力度的加大,矿井采空区自燃火灾频发。基于采空区煤自燃特点,分析了液态CO2防灭火技术对采空区的降温、惰化特性,研究了液态CO2防灭火技术工艺和装备。以平煤十二矿17060采空区自燃火区治理为例,通过在现场应用,取得了很好的效果。     

瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统研究与应用

为了解决高瓦斯易自燃煤层工作面采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治智能化程度低、缺乏灾害风险的精准分级管控等问题,构建了以瓦斯抽采与自然发火监测数据为基础、以风险分级智能化管控为核心的瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统。采用API接口调用方式建立数据采集平台,构建了基于多源信息融合、K-Means聚类分析、预警规则知识库等方法的分析预警模型,设计开发了瓦斯与煤自燃复合灾害监测预警系统软件,实现了复合灾害的精准监控、风险动态评判和智能预警。在试点工作面的应用结果表明,该系统可直观展示复合灾害监测预警信息,使采空区瓦斯与煤自燃复合灾害防治工作透明化,有效提升了灾害防治的智能化水平。     

煤自燃发火综合防治方法研究

煤炭自燃火灾严重影响了煤矿的安全与生产。为了控制煤矿火灾的发展和蔓延,煤自燃火灾的防治显得尤为重要。介绍了当前煤矿自燃火灾防治的主要技术及其原理和应用,对煤自燃火灾的早期防治有一定的指导作用。根据对煤炭自燃机理的研究,将防治技术措施按其作用机理可分为:灌浆防灭火、均压防灭火、阻化剂防灭火、惰气防灭火等4类。根据煤矿现场实际,体现"以防为主,防治结合"的思想,充分发挥各防灭火技术的优点。这样可以对矿井自燃火灾事故进行有效的预防,避免或减少火灾事故的发生及带来的损失。     

煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警关键技术研究进展

新一轮能源变革正在孕育,互联网+及智能化发展势头强劲,在总结我国煤矿典型动力灾害预防存在主要问题及思考煤矿监控预警如何面对新一轮科技创新的基础上,提出了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警新理念与关键技术。煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警是在煤炭精准开采的理念指导下,基于多相多场耦合灾变孕育演化机理,利用灾害前兆信息采集传感与多网融合传输技术、多源海量前兆信息提取挖掘方法,能够实现煤矿典型动力灾害前兆信息深度感知、风险精准判识及监控预警的新模式新方法。该模式能够实现煤矿监控预警由传统的经验型、定性型向精准型、定量型转变,全面提升我国煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警能力。凝练了煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警的4个关键科学问题和8个主要研究方向,围绕基础理论研究、关键技术开发和预警平台搭建,重点阐述了12个方面的研究进展,为实现冲击地压、煤与瓦斯突出和煤岩瓦斯复合动力灾害隐患在线监测、智能判识、实时精准预警提供了技术路径。     

矿井瓦斯异常涌出防控现状及展望

为了探索煤矿瓦斯异常涌出灾害防控新技术,研发瓦斯灾害智能化预警及防控装备,保障高瓦斯矿井安全高效开采,基于煤矿瓦斯异常涌出灾害的复杂性特点,从瓦斯地质异常区探测技术、通风稀释异常瓦斯技术、瓦斯异常区抽采技术和瓦斯异常涌出应急处置等4方面梳理了已取得的研究成果和实践经验,并从动态透明瓦斯地质、多源信息瓦斯灾害智能探测技术、瓦斯异常涌出大数据挖掘技术、瓦斯异常涌出智能防控技术、瓦斯异常涌出事故机器人应急救援技术等5个方面进行了展望,为提高煤矿瓦斯异常涌出灾害防控能力、减少矿山安全事故的发生指明了方向。     

煤矿重大危险源预警识别体系方案及数据传输系统的研究和应用

 摘要：本文针对开滦钱家营矿,重点对煤矿安全生产的水、火、瓦斯、顶板监测现状和存在的主要问题进行了分析,并对煤矿重大危险源预警识别体系平台与钱家营矿数据传输系统的实现进行了研究和设计。本项目是对矿井重大事故危险源的监测及矿井灾变预警技术方面的研究与应用,包括水文地质、煤自燃、瓦斯和顶板压力等方面,是与矿山安全生产紧密相关的,有利于提高煤矿灾害的预防和应急处理能力。     

煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术“十三五”研究进展

冲击地压、煤与瓦斯突出等煤矿典型动力灾害的风险判识和监控预警是煤矿安全生产的重点和难点。在“十三五”期间,针对该问题重点开展了煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警关键技术研究及装备研发工作,建立了开采扰动和多场耦合叠加效应下煤矿动力灾害孕育演化机理和发生发展的新理论,提出了煤矿典型动力灾害多参量前兆信息智能判识理论及预警模型;开发了具有故障自诊断、高灵敏、标校周期长的前兆信息采集传感技术与装备;通过对异构数据融合、自组网、抗干扰等技术研究,提出了矿井关键区域人机环参数全面采集、多元信息共网传输新方法,为煤矿典型动力灾害监控预警系统安全无故障运行提供了技术保障;构建了自动化、信息化、智能化预警平台,平台具备故障自诊断、高灵敏、响应时间短、标校周期长、抗干扰等功能,预警准确率提升到90 % 以上。通过煤矿典型动力灾害监测预警基础研究-关键技术开发-应用示范的有机融合,实现了煤矿重大灾害灾变隐患在线监测、智能判识和实时准确预警。     

兴隆庄煤矿综合防灭火技术的再实践

矿井火灾是矿井五大自然灾害之一,煤炭自然发火是矿井火灾的主要形式,它约占矿井火灾总数的90%,严重威胁着煤矿的安全生产。采空区煤炭自然发火的防治不仅是矿井防灭火的重中之重,更是矿井火灾防治的难点。本文在以往综合防灭火技术应用的基础上,以兴隆庄煤矿B4328工作面的采空区煤炭自然发火防治为例,综合阐述了综合防灭火技术的探索与创新。通过五大防灭火技术的应用与再实践,以工作面和留置采空区束管内的煤炭自然发火指标气体监测数据所呈现的变化为依据,结合防灭火实践的效果对以往的防灭火技术进行了优化,对存在的问题分析总结出相应的改进措施,创新了夹心闭注胶的快速堵漏风技术,实现了B4328工作面的安全顺利回采。     

护巷煤柱综合防灭火技术研究与其应用

 针对单候煤矿6205N工作面复杂漏风条件下护巷煤柱自然发火情况,系统分析了自然发火的原因,并结合矿井的实际情况,研究实施了以粉煤灰三相泡沫为主,优化通风系统、水封巷道相结合的综合防灭火技术,成功消灭了护巷煤柱的自然发火隐患,实现了6205N工作面的安全回采,为我国矿井护巷煤柱的自燃火灾防治提供了可借鉴的经验。     

高瓦斯易自燃孤岛旋转开采工作面安全技术研究与实践

通过对高瓦斯易自燃孤岛旋转开采工作面火灾隐患进行分析,有针对性地提出防治措施,形成了一套孤岛旋转回采自燃工作面的安全回采技术、综合治理措施,解决了回采过程中工作面煤炭自燃的难题,为铁煤集团在孤岛旋转回采防灭火工作中积累了宝贵的经验。