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。     

分布式光纤测温系统在采空区煤自燃监测中的应用

随着综采放顶煤技术的应用,增加了采空区的自然发火机率和防治难度。介绍了煤自燃监测方法的研究现状,根据拉曼散射理论,设计出用于采空区的分布式光纤测温系统(DTS);工业性试验表明,系统能够准确的对温度进行实时监测,并及时记录预警信息(故障、差温、高温),为采空区煤自燃早期预防提供了重要基础数据。     

采空区煤自燃分布式光纤温度监测预警技术的研究与应用

为了克服一些传统方法对采空区煤自燃温度场监测的不足,提出了一种本质安全、监测范围广泛的采空区煤自燃分布式光纤温度监测预警技术。基于自发后向拉曼散射的分布式温度测量技术,研制出矿用隔爆型分布式光纤测温装置;采用恒温拟合方法和经验公式修正温度误差,提高了检测温度的精确度;开发出采空区煤自燃分布式光纤温度监测预警软件系统,提出在采空区三带范围内将感温光缆采用倒“弓”形的布置方法。试验结果表明:将该系统可实时监测采空区温度场分布及其变化趋势,并实现煤自燃的分级预警和发火位置的判定,对矿井防灭火工作具有重要的指导作用。     

基于多参数监测系统的采空区遗煤自燃监测方案

在介绍采空区遗煤自燃多参数监测系统功能和特点的基础上,通过分析常规放顶煤开采遗煤的散布规律,圈定采空区自燃危险区域,以分布式测温光纤及井下管束为采空区自燃的监测装置,并设计了光缆布置的防护装置,提出了相应监测方案。研究结果表明:所采用的监测装置及系统可对厚煤层开采工作面采空区自燃进行实时有效地监测。     

分布式光纤测温技术在大倾角易燃煤层采空区自燃监测中的应用

采用分布式光纤测温的方法监测大倾角特厚多层易燃煤层采空区遗煤自燃情况。根据邻近工作面采空区"三带"划分结果、煤自然发火点高温影响范围理论计算结果及基于拉曼散射原理的光纤测温主机通道容量情况,在某煤矿工作面推进到上分层停采线以及下分层开切眼区域时,合理敷设测温光纤,主机通过井下工业环网连接到上位机,在KJ95N安全监控系统实时显示各通道温度曲线。采用ANSYS FLUENT流体力学软件模拟了采空区温度场分布规律,验证了急倾斜煤层采空区垂直"三带"情况,与分布式光纤测温结果吻合。结果表明,分布式光纤测温系统能反映采空区遗煤自燃情况,适用于采空区温度监测。     

采空区煤自燃多参数监测系统的设计与应用

现有的采空区煤自燃监测方式存在监测参数单一、易出现故障、温度测量范围较小、误差较大及维护成本高等问题,根据煤自燃发火的原理及特点,研制了一套采空区煤自燃多参数监测系统。该系统采用分布式光纤原理实现对温度的测量,应用束管监测原理,通过循环分路抽气方式,实现对井下采空区内CH_4、O_2、CO_2、CO相关参数进行连续、在线、就地采集和分析。示范工程实际应用结果表明,该系统可实现对井下采空区多参数的实时自动监测,提高采空区煤自燃发火识别与预警的时效性、准确性及可靠性,提升矿井火灾防治水平。     

采空区自燃火灾预报方法与监测新技术

总结了我国矿井采空区自燃火灾的特点,分析了采空区自燃火灾预测预报的气体指标法和测温法,对气体指标法的煤氧化自燃气体产物进行定性和定量分析,探讨自燃火灾光谱在线原位监测、分布式光纤测温、自然发火气-温联合预警和矿井漏风测定等监测新技术。通过研究我国煤矿自燃火灾预测预报及监测监控应用过程中存在的问题,对其发展趋势进行了初步探讨。     

祁南矿综采工作面采空区自然发火规律研究

为预防祁南矿综采工作面采空区遗煤自燃,保证工作面安全回采,以61煤层6144工作面为研究对象,采用现场埋设抽气管路、光纤测温系统和热电偶测温系统测定采空区气体成分与温度变化情况,获得采空区自热变化与分布规律.采用FLUENT建立数学模型,对采空区氧气浓度分布规律进行模拟,并将模拟结果与实测结果进行对比验证.结果表明:靠...     

芦岭煤矿9~#煤层多源多汇采空区自燃预警技术研究

基于分布式光纤测温系统为主,束管气体监测系统、数值模拟为辅的方法,对芦岭煤矿II925工作面瓦斯综合治理条件下多源多汇采空区的温度、气浓度变化规律进行了监测,对采空区流场数值模拟结果进行了分析,对采空区自燃"三带"分布进行了讨论。总结出分布式光纤测温预警系统具有灵敏、可靠、准确、连续性等优点,弥补了束管监测系统单一、无法定位、抽象等缺点,进一步完善了煤矿采空区自燃预警技术,对煤矿防灭火工作具有指导意义。     

采用三态材料防灭火技术的效果评价

为解决阳煤集团二矿采空区浮煤自燃问题,采用三态防灭火材料在80704工作面采空区进行现场试验。通过光纤温度在线监测系统和束管监测进行相关数据采集,采空区气体浓度、温度、三带在注入三态材料后发生显著变化,各测点的O₂浓度均在降低,最终维持在5%左右,CO₂浓度维持在10%左右,采空区深部的温度维持在20 ℃左右,CO浓度维持在11×10^-6;氧化升温带提前了11 m,缩短了18 m,窒息带提前了29 m,有效防止了采空区浮煤的自燃氧化。验证了既定三态材料防灭火系统的适用性,同时也说明了三态材料防止采空区浮煤自燃的可靠性。     

分布式温度监测系统在煤自燃预警中的应用

综采放顶煤工艺开采的易自燃煤层具有推进速度相对较慢,采空区一次冒落空间大,整体漏风严重,浮煤遗留多等特点,易造成煤自燃灾害发生。为有效实现开采过程中煤自燃监测,提高煤自燃预警效果,研制出XD-JX-T001型分布式温度监测预警系统,进行柴家沟煤矿42223工作面现场应用。通过对初采阶段、回采期间、末采及回撤期间温度与CO监测数据分析,得出了XD-JX-T001型分布式温度监测预警系统能够实现采空区温度连续监测、且定位准确、可靠性强,对煤自然发火状态能做到精准辨识。     

采空区自然发火标志性气体在线监测技术应用

为解决采空区自然发火预测预报在准确性、及时性方面存在的问题，通过5种氧气浓度（21%、18%、15%、12%、9%）的煤自然发火程序升温实验，确定了自然发火标志性气体，并利用在线监测系统实时监测采空区标志性气体变化情况，实现了煤自燃的自动预警。根据观测结果，还可以自动得出采空区自燃“三带”变化规律，有助于确保煤矿防灭火工作的安全高效实施。     

煤矿采空区温度和气体成分自然发火“三带”的研究

在煤矿沿采空区两巷布置测点,对采空区温度和气体成分变化规律分析研究,确定唐口煤矿2307综采工作面自燃"三带"的范围,为防治井下煤炭自燃提供科学依据.     

近距离煤层开采上覆采空区火区探测及治理

近距离煤层的层间距非常小,煤层开采过程中漏风现象突出,煤炭容易发生自燃。针对海则庙煤矿工作面开采前期出现CO大量涌出的异常情况,采用同位素测氡法对该矿盘区工作面上覆地表区域进行火区探测,共探测出4个高温异常区域,其总面积为2100 m^2。制订了煤自燃动态监测、采空区注胶堵漏的防灭火技术措施,措施实施后工作面回风流和上隅角的CO体积分数均降至正常水平,有效控制了采空区煤自燃火灾,为工作面的安全回采提供了保障。     

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。     

煤自然发火预测预报模型的构建

自燃火灾是煤矿的重大自然灾害之一,严重地影响着煤矿的正常生产。预防自燃火灾的关键是做好煤炭自然发火的早期预测预报工作。煤自然发火预测预报主要采用气体分析法,通过煤的升温氧化实验,确定煤自然发火预测预报的指标气体,运用灰色关联分析方法,分析了各指标气体的可信度。根据分析结果,构建了指标气体与煤氧化温度变化之间的数学模型,在此基础上,开发了煤自然发火的预测预报系统。     

矿井火灾防治技术的发展现状及趋势

防治工作主要包括3个方面:煤层自燃发火危险性评价、煤层自燃发火的预测预报和矿井火灾的防治技术。煤层自燃发火危险性评价的目的是要在火灾发生之前对火灾发生的可能性做出科学性的评价;煤层自燃发火的预测预报是在煤矿生产过程中对可能或已经发生的火灾进行监测和预测;而矿井火灾防治技术则是对即将发生或已经发生的火灾采取措施,阻止火灾的发生。     

色连煤矿煤自燃标志气体试验研究

为有效预测色连煤矿8109工作面采空区自燃状况,指导煤矿采取针对性防灭火措施,需确定煤自然发火标志性气体.通过对煤样进行程序升温试验方法,研究煤的低温氧化特性并对煤自燃预测指标进行了优选.结果 表明:煤低温氧化过程中活性较大,常温下就可以生成CO,干裂温度在100～110℃之间.使用格雷哈姆系数R2、R3区分化学吸附阶...     

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。