钻孔温度检测技术在阿刀亥矿急倾斜煤层自燃灭火中的应用研究

介绍了钻孔温度检测仪的结构及性能特点,提出了将同位素测氡法探测火区范围与钻孔温度检测仪测定火源深度相结合的煤层灭火方法.该法可精确定位火源位置,以实现地面精确打孔注浆,在阿刀亥矿急倾斜煤层自燃灭火中进行了应用.结果表明,通过精确钻孔注浆,孔内最高温度及CO的浓度分别降为18.3℃和0.0005%,着火点被扑灭.     

废弃小煤窑采空区自燃火区治理关键技术的应用研究

在应用同位素测氡法进行火源位置精确探测的基础上,采用变比例的动态混合浆液,对雪坪煤矿南侧小煤窑煤炭自燃隔离带及火区钻孔进行充填封堵并加固,同时应用新型阻化凝胶局部消除高温并根据火区信息的动态检测结果对灭火参数进行动态调整,以保证灭火效果。     

自燃煤矸石山内部温度拟合与可视化研究

分析了煤矸石山的自燃机理,采用土壤温度传感器测量煤矸石山内部不同深度的温度,结合传统测量手段定位温度采样点。通过MATLAB软件对每一层煤矸石温度进行插值分析,有效分析煤矸石山深部温度的分布特征,建立了竖直方向一元三次函数拟合模型,揭示出煤矸石山深部温度的变化趋势。通过相关系数和测量误差理论,确立了煤矸石山深部温度拟合最优模型,实现了自燃煤矸石山的火源定位及温度分布可视化,可为自燃煤矸石山灾害预警及治理提供技术指导。     

“隔离水墙+泄放钻孔”技术在治理煤壁内煤炭自燃中的应用研究

矿井巷道煤壁内煤炭氧化自燃事故的处理,常规方法是采取挖出着火点煤炭、向煤壁内注水等措施,但某矿井出现巷道煤壁内煤炭氧化自燃事故后,常规方法不仅未能有效处理,反而出现随着灭火钻孔注水范围扩大。煤炭氧化范围顺巷道向着火点两侧扩大的异常现象。针对此种异常现象,研究分析了煤炭氧化范围自着火点向两侧扩大的原因,创新地采用"隔离水墙+泄放钻孔"技术,即在着火点两侧施工注水钻孔构建"隔离水墙",阻止着火点高温气体向周围扩散,同时在着火点范围两侧、"隔离水墙"之内,施工开口不封闭的"泄放钻孔",构建高温气体"泄放通道",使着火点内的高温气体从"泄放钻孔"泄出。采用"隔离水墙+泄放钻孔"技术,成功治理了煤壁内煤炭氧化自燃事故。该研究成果对类似事故的处理具有借鉴意义。     

模型反演方法在煤层顶板岩性预测中的应用

在充分分析山西某煤矿地质情况、测井资料状况和地震数据体的前提下,提出了一套基于煤层顶板岩性反演的方法和关键技术,对岩性反演数据体进行解释,得出了煤层顶板岩性分布图,为煤矿的安全开采提供了依据。     

应用参照法对标志气体不健全的煤炭自燃预报模型的构建

标志气体不健全情况的存在,会导致原有煤炭自燃预报模型数值校正方法的失效。以阿戛煤矿易自燃且缺乏低、中温阶段标志煤温的九煤层为例,介绍了参照法在构建煤炭自燃预报模型过程中的应用,包括实际分析参数的选择,参数组端点温度与曲线拐点的确定方法,实际曲线的拟合和煤炭自燃预报模型的确定。根据理论与实际分析参数存在的分散性,提出了多模型预报煤温的计算方法,有助于提高煤炭自燃预报的精度。     

巷道煤柱高温点分布规律及五区定位法的研究

在煤矿巷道发生自燃时,准确确定火源位置是救灾关键,为了深入研究火源定位机理,根据高温在煤柱中热传导规律,总结了巷道自燃后温度分布的可能5种情形,采用流体动力学数值模拟软件Fluent研究巷道自燃后温度场和温度曲线图的分布,提出了煤柱自燃"五区定位法",为当前煤矿现场救灾时确定火源点、实施打钻注浆灭火提供技术指导.     

易自燃煤层工作面上隅角CO涌出灰色模型预测研究

针对枣泉煤矿易自燃煤层回采时涌出大量CO气体,尤其是采煤时工作面上隅角CO气体严重超限的问题,对工作面进行现场观测并收集工作面气体、工作面风量、工作面日推进速度及回采率观测数据.在此基础上运用灰色系统理论,建立了工作面上隅角CO气体涌出灰色预测模型,该模型能真实地反映出工作面风量、工作面日推进速度及回采率对易自燃煤层工作面上隅角CO气体涌出的影响.     

高位抽放技术在极易自燃煤层的应用

极易自燃、极难抽放煤层瓦斯治理非常困难,根据工作面瓦斯涌出规律分析了高位抽放钻孔的可行性。通过实施高位钻孔抽放,取得了良好的抽放效果,保证了工作面的安全生产。在实施科学合理的措施后,未发生自然发火现象。     

高瓦斯易自燃煤层高抽巷瓦斯抽采与浮煤自燃耦合研究

运用FLUENT数值模拟方法对采空区三维耦合场进行研究,简要概括FLUENT流体数值模拟软件基本理论,通过对FLUENT进行自行编程,利用开发模型对杉木树煤矿N3062工作面采空区三位耦合场进行模拟分析,得到漏风流场分布规律。通过理论分析,确定散热带与自燃带分界线处氧浓度降低值,进而准确判定高瓦斯易自燃煤层采空区自燃带范围,并通过预先铺设在采空区中的光纤测温系统进一步判定采空区自燃带范围。利用实测采空区自燃带范围验证数值模拟采空区流场分布准确性,进一步对不同高抽负压条件下采空区自燃带宽度进行模拟,并结合现场实测不同高抽负压条件下回风巷瓦斯浓度及瓦斯抽采率的变化,确定最佳高抽负压范围。最后,采空区三维耦合场数值模拟结果也表明自燃三带呈现立体分布,在紧邻支架后部上方位置存在一个自燃发火危险区域。     

煤巷自燃渗流增温热流耦合场数值模拟研究

以理论研究与计算机数值模拟技术相结合的方法,研究了煤巷自燃过程及其热流耦合的参数特征,给出了煤巷在不同应力条件下渗流系数的非线性热流耦合关系式。考虑煤巷自燃渗流场中的流固热耦合因素,建立了煤巷自燃渗流场的热流耦合数值模型;结合兖州矿区煤巷自燃实例对模型进行了数值求解,并验证了模型的可靠性和正确性。     

基于MEA胶体材料的煤巷高冒点煤炭自燃防治

针对煤巷高冒点自燃火灾具有更大隐蔽性和危险性的特点,分析了利用MEA胶体材料进行高冒点自然发火防治的技术。利用人工插管监测和束管监测相结合的检测手段,实现对高冒点自然发火现状的监测。介绍了MEA材料的防灭火机理和施工工艺,选择将MEA材料用于高冒点防灭火工作。选择典型试验矿井,利用MEA材料对部分高冒点进行堵漏和喷注,通过分析其中3个高冒点的温度变化趋势,可以看出使用MEA材料防治高冒点自然发火起到了很好的效果。     

高瓦斯易自燃厚煤层小煤柱开采研究

针对建新煤矿高瓦斯易自燃厚煤层35 m煤柱资源损失和高矿压状况,以4204工作面为工程背景,运用极限平衡理论初步计算,用极限塑性承载概念限定煤柱宽度范围。以自稳隐形拱理论确定巷道断面几何尺寸和支护参数,最后用数值模拟验证后优化确定煤柱宽度。研究过程中采用围岩内部监测和表面观测验证设计参数并反演分析确定优化参数;现场试验结果显示顶板最大下沉量105 mm,最大底鼓量350 mm左右。整个工作面回采过程中有效预防灾害并且矿压显现小,为类似厚煤层沿空掘巷提供参考。     

高瓦斯易自燃煤层巷道高冒火灾防治技术

针对高瓦斯冲击矿压煤层高冒区自然发火,从采动影响、通风、传热等方面详细阐述胡家河矿402103回风顺槽高冒区浮煤产生的原因。针对胡家河矿103回风顺槽高冒区高温点的特点,提出了喷水降温及注凝胶2种防灭火技术相互配合作用的防灭火措施。实践证明,注浆防灭火和注凝胶防灭火技术相互配合能够有效的扑灭并防治高冒区的煤炭自燃,是治理高瓦斯冲击矿压煤层高冒火区的理想途径。     

矿井煤炭自燃高温火源点区域的探测实践

对国内外煤炭自燃火源点区域的探测方法进行了较详细的分析, 并提出了适于井下煤炭自燃高温火源点（ ≤１００℃） 区域的探测方法     

急倾斜煤层内巷道自然发火原因及对策

结合窑街矿区急倾斜特厚煤层放顶煤开采的实践,对工作面两端巷道自然发火的原因及规律进行了探讨和分析,介绍了几种实用的防灭火技术和措施,并提出了在开采设计和技术管理中应注意的几个问题。     

特厚易自燃煤层高抽巷合理布置层位参数分析

基于某工作面开采技术条件,综合分析了卸压瓦斯抽采和防止采空区遗煤自燃对高抽巷布置层位的要求,理论确定了高抽巷需布置在回风巷侧冒落带中O形圈内。采用UDEC2D4.0数值模拟和物理相似模拟实验方法,分析了覆岩裂隙演化规律及移动特征。     

煤炭自燃特性试验与应用研究

利用程序升温试验装置对新鲜煤样进行热解实验,测定了在不同温度下O2,CO,CO2及其他碳氢化合物的浓度,分析了气体浓度随温度的变化特性。讨论了预测、预报煤炭自燃发火的指标气体,得出了以CO作为核心指标气体,C2H4和C2H4/C2H6比值作为辅助指标气体的结论。以研究结果为依据,应用热电偶测温探头对7312-2采空区煤温进行实时监测并取得了很好的预测效果,可以比较准确地反映采空区煤炭自燃趋势。研究结果对提高煤炭早期自燃预测、预报的准确度和防止矿井火灾有重要指导意义。