开切眼安装期间煤炭自燃防治技术研究与实践

大雁二矿煤种为褐煤,属易自然发火煤层。在应用综放开采的初期,每当开切[安装期间,经常会自然发火。随着综放开采技术的实践,加强了开切[安装期间煤层自然发火防治技术的应用研究,取得了显著效果。     

易燃特厚煤层群最短自然发火期试验

煤层的最短自然发火期是煤的自然发火危险性最重要的指标之一,在开采容易自燃或自燃煤层矿井时首先需对煤层的自然发火危险性进行评价。以新疆某矿23-25号易燃特厚煤层群为研究对象,根据煤层自然发火标志气体色谱分析及指标优选,确定指标性气体为CO、C₂H₄。基于煤的氧化升温试验,测定了该易燃特厚煤层群在不同温度变化区间内各种气体的产生速率及其随温度的变化趋势。利用DSC实验得到不同温度条件下煤样的比热容,并通过改进的卡连金模型分段计算出煤样升温到各温度点所需的时间,将各段时间叠加,得出该矿煤层的最短自然发火期为39 d,为该矿井安全开采该煤层群以及设计实施安全有效的防灭火措施提供了依据。     

煤层自燃标志气体及预报指标体系研究

通过对羊东矿和羊渠河煤矿2号煤层煤样进行自然发火程序升温试验,得到CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6和C3H8六种气体的浓度变化曲线。发现同一煤层不同区域煤的氧化自燃特性存在差异。分析确定了CO为羊东煤矿自然发火主要标志气体,CO2、CH4、C2H6和C3H8为辅助标志气体,C2H4、C2H2为确认指标标志气体。建立了羊东矿自然发火标志气体指标体系,并根据CO释放量,确定了羊东矿煤层氧化自燃标志气体判别参数,为该矿防治煤层自然发火安全技术措施的制定提供了可靠依据。     

陕西某矿5~#煤层最短自然发火期研究

预测煤自燃的发展演化过程是防治煤炭自燃的重要保障,直观表征煤炭自燃特性的自然发火期是制定防灭火技术措施的关键参数。基于氧化升温试验,测定了陕西某矿5~#煤在不同温度区间内的气体产生量及随温度的变化趋势,进而判断煤样达到临界温度点所需要的时间,利用DSC实验得到煤的比热,通过改进的卡连金模型,计算分析得到该煤层的最短自然发火期约为36 d,为本煤层采空区遗煤自然发火防治提供了参考依据。     

基于着火活化能指标的综放面阻化剂优选研究

为了更加准确地测算煤炭的自然发火期,防治煤层自燃,基于活化能原理,结合斜沟煤矿13号煤层的实际情况选取煤样,利用热重-红外光谱联用仪,进行煤层自然发火热重试验,得到TG和DSC曲线,根据热分析法对曲线进行分析。基于速率常数与温度的关系式推算出煤样在低温氧化自燃反应时的动力学参数——活化能E和指前因子A,得到煤在不同反应阶段下的反应速度,进而确定煤的自然发火期。将不同阻化剂添加到试验煤样中,测试出煤样的活化能变化规律,从而选择阻化效果最好的阻化剂。     

任楼矿自然发火期推算

煤层自然发火期应该以火源处煤层暴露于空气之日起,至出现自然发火现象止所经历的时间,任楼矿自然发火期为4~6个月。     

榆阳煤矿3~#煤层自燃特性实验研究

主要检测了榆阳煤矿3#煤层煤样的工业分析和自燃倾向性,通过程序升温法研究了煤样在不断升温过程中各种指标气体的变化情况,用差示扫描量热法(DSC)测定煤样比热,用数学模型解算最短自然发火期。研究表明:榆阳煤矿3#煤层属于自燃煤层;首选CO作为自燃标志气体,采用CO相对量和变化率为自燃趋势预测预报指标,并结合C2H4相对量进行煤层自燃的预测预报,根据升温氧化试验结果,采用最短自然发火期模型解算得出最短自然发火期为55.8 d。     

古山矿065-2煤层自燃特性与指标气体实验研究

通过对含丝炭层与不含丝炭层典型煤样的热重与热解实验,以活化能为煤自燃倾向性指标,研究古山矿065-2煤层自然发火特性;测定实验煤样在不同热解温度下CO、CH4、C2H4的浓度及浓度随温度的变化规律,结果表明:典型煤层氧化分解属一级化学反应,丝炭煤着火温度低、自然发火倾向性强,须重点监测和防治。在实验研究的基础上,结合指标气体选择的一般原则,建立以CO为主、C2H4为辅的自然发火指标气体体系,提高煤炭早期自燃预测、预报的准确度,以预防矿井发生火灾。     

枣泉矿2#煤层自然发火特性实验研究

利用大型煤低温自然发火实验台,对枣泉矿2#煤层煤样自燃特性参数进行了测定,确定了煤的最短自然发火期、临界温度、干裂温度、指标气体产生率、氧化放热强度和自燃极限参数,为枣泉矿自燃火灾的预测预报及防治提供了参考依据.     

露天矿褐煤自然发火机理

讨论了露天矿褐煤自然发火内在因素的３个基本问题：褐煤低温氧化反应、褐煤自然发火临界温度及褐煤的吸氧量。为露天煤矿自然发火防治提供了基础理论依据。     

露天矿褐煤自然发火机理

讨论了露天矿褐煤自然发火内在因素的３个基本问题：褐煤低温氧化反应、褐煤自然发火临界温度及褐煤的吸氧量。为露天煤矿自然发火防治提供了基础理论依据。     

综采工作面煤层自燃的防治

通过对唐山矿8286综采工作面煤层自燃的事故分析,找出了煤层自然发火的原因。在采取调整采区通风系统、注阻化剂防止氧化、采空区随采随灌等综合治理措施后,防止了煤层自然发火事故的发生。     

平煤一矿丁5-32140工作面自然发火期及采空区自燃“三带”研究

以平顶山天安煤业股份有限公司平煤一矿丁₅-32140综采工作面为研究背景，对该工作面的煤样开展程序升温实验，根据建立的最短自然发火期数学模型，结合程序升温实验的气体特征，计算出丁₅煤层的最短自然发火期。通过对丁₅-32140综采工作面采空区气体的现场监测，采用氧体积分数法确定出该工作面采空区自燃“三带”的具体范围。结果表明：丁₅-32140工作面煤层的最短自然发火期为45.9 d;该工作面采空区遗煤自燃“三带”的范围特征为：散热带0～31.2 m,氧化带31.2～117.2 m,窒息带大于117.2 m;根据氧化带范围与最短自然发火期的比值可知，丁₅-32140工作面防止自然发火的安全回采速度为51.6 m/月。     

红庙矿采空区注砂防灭火技术的应用

红庙矿开采煤层变质程度低 ,自然发火期仅为 1 .5～ 3个月。在工作面后方采空区内浮煤经常发生自燃。经过多年的防灭火经验 ,当工作面内布置有灌浆管路时 ,从工作面下端向上端方向依次注砂 ,在采空区内形成一道砂墙 ,有效地控制了浮煤自燃。     

姜家湾煤矿11号煤层最短自然发火期实验研究

以姜家湾煤矿11号煤层为研究对象,采用煤工业性分析、煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定、差示扫描量热与气体示踪等实验手段,测定了该煤层工业性成分、煤自然发火倾向等级、不同温度煤的比热以及煤自燃指标气体,以此综合确定该煤层最短自然发火期。研究结果表明：煤的水分含量为0.90%,灰分含量为6.58%,挥发分含量为29.02%;煤层自燃倾向性等级属于Ⅰ类,自燃倾向性为易自燃。煤升温加热氧化的临界温度为162℃,且以CO为煤自燃评判的敏感气体。基于该煤层煤自燃特性,结合煤自燃发火数学模型,计算出该煤层最短自然发火期为48 d。该数据可为11号煤层开采速率以及采空区自燃发火防控提供技术参数支撑。     

综放工作面防治自然发火技术的研究与应用

通过对唐山矿T2293工作面采空区煤层自然发火隐患及相关系统现场的调研分析,找出造成煤层自然氧化的关键因素,采取阻化剂防火、采空区灌浆、喷浆堵漏风、开区均压防灭火等综合治理措施,杜绝了煤层自然发火事故的发生,确保了工作面的正常生产。     

氮气防灭火技术在开采褐煤煤层底分层综放工作面的应用

就扎赉诺尔煤业公司灵泉矿开采发火期较短褐煤煤层时,探索了氮气防灭火技术在底分层综放工作面的应用,指出了推广前景。     

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.     

平煤十三矿己_(15-17)煤层自然发火期实验研究

矿井火灾是煤矿的重大自然灾害之一。通过对平煤十三矿己15-17煤层进行DSC实验测定,确定其自燃倾向性等级属于Ⅱ类自燃煤层。采用最短自然发火期模型解算得出己15-17煤层自然发火期为49 d,这为生产过程中及时采取有效防灭火措施,防治本煤层自燃提供了理论依据,确保了矿井的安全生产。     

某矿10+11#煤层自然发火标志气体及指标的优选

为了预防煤层自然发火事故,利用煤自然发火模拟实验气体产物分析方法,对某矿10+11~#煤层煤样进行自然发火气体产物模拟实验。根据实验数据,分析了CO、烯烃气体、烷烃气体的产生规律,绘制了煤样升温氧化过程中产生气体浓度随温度的变化曲线,并对煤样自然发火标志气体分析。最后优选出CO、C_2H_4、C_2H_2、C_2H_4/C_2H_6、C_3H_8/C_2H_6作为该矿10+11~#煤层煤自然发火预测指标。