岩石撞击摩擦火花引爆瓦斯的实验研究

利用专门设计的往复式低速、旋转式高速摩擦实验装置和TVS-2000 MKⅡST型红外热成像仪对岩石撞击摩擦火花引爆瓦斯进行了系统的实验研究，得出：岩石中的石英含量对摩擦火花的强度有很大的影响；泥岩无论是低速还是高速摩擦都不能引起瓦斯爆炸；砂岩间摩擦只有在一定的摩擦速度下才可以引起瓦斯爆炸，潮湿的砂岩摩擦很难引起瓦斯爆炸.     

坚硬砂岩剪滑失稳引燃采空区瓦斯机制研究

为研究坚硬砂岩顶板断裂失稳过程中因破断岩块之间的摩擦效应而引燃采空区瓦斯的机理,以汝箕沟煤矿32213(1)综采工作面为工程背景,采用理论分析与室内试验的方法,对顶板发生剪切滑动失稳过程中的摩擦闪温以及瓦斯反应过程进行了研究。结果表明:工作面覆岩发生剪切滑移失稳时,一定条件下剪滑失稳带内会形成高温摩擦面并引燃其内以及周边的瓦斯。坚硬砂岩间摩擦速度v6.0 m/s时,岩石内石英含量的高低对最高摩擦闪温影响不大;摩擦速度v6.0 m/s时,最高摩擦闪温与砂岩内石英含量呈正相关。摩擦速度越大,摩擦面热量密度越高,点火能量越大,瓦斯越易被引燃。     

煤矿采空区顶板岩石摩擦对瓦斯的点火特性

在描述煤矿采空区顶板铰接岩块滑落失稳摩擦过程的基础上,基于热传导理论和对流换热相似原理,给出岩石摩擦表面的最大闪温计算公式和热条痕及炽热颗粒点燃瓦斯的临界特征尺寸,得出:最大闪温与相对摩擦速度的平方根和顶板周期来压步距的平方成正比,岩石摩擦产生的热条痕对瓦斯的点燃能力要大于炽热颗粒。当采空区顶板岩层比较坚硬时,在其周期来压时极易引发瓦斯燃烧或爆炸事故。     

顶板垮落诱发瓦斯灾害的理论分析

利用热力学、摩擦学、燃烧学等原理,研究了岩石摩擦、撞击过程中的能量转化关系及岩石表面升温机理,建立了岩石升温的数学模型,分析了引起瓦斯燃烧的条件,得出了岩石摩擦、撞击过程中引起表面升温的主要因素为岩石相互作用的摩擦生热、岩石变形引起的应变能升温和岩石破坏释放能量升温．研究表明：岩石碰撞升温通过热对流作用引起周围瓦斯-空气混合气体的温度升高,如果瓦斯-空气混合气体原始温度上升到瓦斯着火温度,时间大于瓦斯爆炸的感应期,就会引燃引爆瓦斯．     

岩石摩擦引燃引爆瓦斯实验研究

通过对阳城沁水矿区煤层顶板岩石相互摩擦引燃引爆瓦斯模拟实验 ,得出“岩石在冒落过程中相互撞击摩擦产生火花 ,可能引起瓦斯与空气混合物着火 ,是造成采空区瓦斯爆炸 (燃烧 )事故引爆源”的结论。     

含黄铁矿坚硬砂岩顶板垮落碰撞摩擦发火特征研究

针对新集二矿121109工作面采空区顶板岩石冒落碰撞产生火花引起采空区局部瓦斯燃烧的情况，通过理论分析、实验室实验、现场监测等综合研究手段，揭示了含黄铁矿坚硬砂岩顶板垮落碰撞摩擦发火特征。总结提出了煤层顶板中黄铁矿、石英含量较高，是造成岩石摩擦升温的重要因素，砂岩顶板在接触压力较大情况下以极低运动速度摩擦即会产生连续火花，相同接触摩擦条件下，含黄铁矿岩芯更易产生连续火花，且其火花强度比纯砂岩岩芯的高。研究成果可为类似条件下其他煤矿的灾害治理提供重要理论支持。     

煤矿井下岩石摩擦对瓦斯气体的点燃特性

随着开采强度的不断加大,煤矿井下岩石摩擦引燃(爆)瓦斯的情况时有发生。通过岩辊渐进摩擦实验研究发现:岩石摩擦的最大闪温与相对摩擦速度的平方根成正比,岩石摩擦产生的热条痕对瓦斯的点燃能力要大于炽热颗粒,且其点火能力与岩石中能够提高表面硬度、避免热条痕磨损的坚硬组分,如石英、岩屑和长石的含量有着密切的正相关关系。另外,顶板岩块摩擦点燃瓦斯一般发生在工作面矿山压力显著显现时期,发生的地点通常在支架后部斜上方的位置。     

顶板垮落诱发瓦斯灾害的试验研究

利用旋转摩擦试验机进行了岩石摩擦、撞击的模拟试验研究,观测总结了岩石摩擦、撞击产生火花的现象,同时利用TVS-8000MKⅡ型红外热像仪实时采集岩石摩擦、撞击时岩石的瞬时红外辐射温度,得出岩石表面升温与岩石的垮落高度和岩石质量存在正相关关系．根据试验研究结果,分析了一定垮落高度下,岩石温度与岩石质量之间的温升规律,以及岩石辐射温度随时间衰减的变化规律,建立了岩石表面温升及温度衰减的时间效应关系数学模型．研究证实,由于顶板垮落过程中岩石间相互摩擦、撞击作用引起的表面温度升高和火花,可以成为诱发采空区瓦斯燃烧爆炸事故的点火源．     

大倾角坚硬顶板冒落撞击摩擦试验研究

针对大倾角坚硬顶板垮落时岩块撞击摩擦产生火花点燃采空区遗煤和瓦斯的突出问题,通过理论计算和实验室试验的方法,分析了工作面坚硬顶板岩石的化学成分和能量转化情况,得出了中煤新集二矿岩石撞击摩擦产生火花的原因。试验结果表明:含有黄铁矿的石英砂岩能够增加引燃采空区遗煤和瓦斯的概率;在8 kN和12 kN压力下分别摩擦60次,光面摩擦和粗糙面摩擦升温均为1.0～2.1℃,且岩石表面升温与摩擦时间(次数)成一次线性关系,与岩石表面粗糙程度成正相关关系;在不同高度(0.9、1.0、1.5 m)下进行撞击试验,岩石表面升温与碰撞时岩块所具有的能量以及碰撞次数成正相关的关系。根据上述影响因素给出深孔预裂爆破、顶板走向钻孔及上隅角埋管综合抽采等预防措施,可有效实现采空区防火、防爆。     

坚硬顶板垮落诱发瓦斯爆燃机理及预防

以夏阔坦综放工作面为研究对象,通过试验研究和理论分析,研究了坚硬顶板垮落撞击摩擦发火现象及诱发采空区瓦斯爆燃机理,运用流体动力学分析软件Fluent模拟分析采空区瓦斯分布规律及易爆燃部位。研究结果表明:坚硬石英砂岩顶板在垮落撞击摩擦过程中产生高温火花,能够引燃采空区瓦斯,诱发瓦斯爆燃事故;撞击摩擦面升高的温度ΔT与垮落岩体质量m、垮落高度H成正相关关系,接触面的升温随着垮落岩块体积及其冒落运动高度的增加而增大。根据采空区瓦斯浓度分布规律,工作面"U"型通风方式下瓦斯易燃易爆点分布在上端头采空区靠近工作面部位;"Y"型通风方式下瓦斯易燃易爆点主要分布在工作面中部采空区,并提出了强制放顶、采空区矸石喷水、注入惰性气体和采空区瓦斯抽放等预防措施。     

背斜坚硬顶板采空区瓦斯燃烧原因分析及处理

基于新集二矿121109综采工作面岩石撞击摩擦火花引起采空区瓦斯燃烧事故调查分析,开展坚硬石英顶板煤层开采瓦斯防治技术研究,分析坚硬岩石顶板撞击摩擦机理和背斜地质构造瓦斯流动规律。研究结果表明:采取采空区瓦斯抽放、顶板预裂爆破、湿化采空区环境和注入惰性气体等预防措施,能够有效地预防回采期间采空区瓦斯燃烧等问题,为类似煤层赋存条件下安全开采提供借鉴。     

采空区岩石摩擦引燃引爆瓦斯初探

分析了回采工作面采空区氧气、瓦斯浓度的分布规律,认为采空区存在着瓦斯燃烧、爆炸的客观条件,依据实验数据论证了采空区岩石摩擦也是引燃引爆采空区瓦斯的一种点火源。通过实例说明了采空区瓦斯爆炸的危害性,并提出解决这一难题的探讨性措施。     

浅淡坚硬石英砂岩顶板综放工作面通风方式优选

夏阔坦矿业公司工作面顶板为坚硬细砾砂岩和石英砂岩,采空区易悬顶,顶板来压垮落时,易引起采空区瓦斯燃爆、回风隅角和回风流瓦斯超限。在氧气、火源不可控条件下,通过优选合理的工作面通风方式,改变采空区风流场和瓦斯浓度场,超前采取顶板预裂爆破、高位钻孔抽采等手段使工作面顶板垮落在瓦斯浓度3%以下采空区区域内,有效预防采煤工作面回风隅角瓦斯超限和坚硬石英砂岩相互摩擦、撞击产生火花引燃采空区瓦斯等事故。     

浅谈坚硬石英砂岩顶板综放工作面通风方式优选

夏阔坦矿业公司工作面顶板为坚硬细砾砂岩和石英砂岩,采空区易悬顶,顶板来压垮落时,易引起采空区瓦斯燃爆、回风隅角和回风流瓦斯超限。在氧气、火源不可控条件下,通过优选合理的工作面通风方式,改变采空区风流场和瓦斯浓度场,超前采取顶板预裂爆破、高位钻孔抽采等手段使工作面顶板垮落在瓦斯浓度3%以下采空区区域内,有效预防采煤工作面回风隅角瓦斯超限和坚硬石英砂岩相互摩擦、撞击产生火花引燃采空区瓦斯等事故。     

采空区顶板冒落瓦斯分析

采空区顶板冒落瓦斯分析华北煤炭高等专科学校康怀宇美国矿业局的研究成果指出：当砂岩同砂岩，页岩同砂岩的相互撞击与摩擦时，能够引起瓦斯的燃烧或爆炸；特别是在矿井瓦斯中含有乙烷、丙烷和西烷等气体时，引燃的温度有所降低，因此在井下条件下发生瓦斯爆炸比实险室条...     

采空区顶板岩石摩擦引燃(爆)瓦斯理论分析

基于热传导理论,推导出煤矿采空区顶板岩石摩擦表面的最大闪温表达式,并结合实际在理论层面上分析了岩石摩擦引燃瓦斯的可能性和引燃因素,结果表明岩石摩擦表面的闪温足以点燃瓦斯,顶板岩块摩擦引燃瓦斯的能力受岩块的物理及热力学性质、岩块的力学性质、摩擦表面的结构特性、顶板岩层的结构尺寸、载荷、岩块间的相对滑动速度等因素影响。     

采空区可燃性气体爆炸引火源特性分析

在煤矿爆炸事故中,采空区可燃性气体爆炸占相当大的比例,所以有必要对采空区可燃性气体爆炸的一些特性进行研究,以减少事故的发生,将损失减到最低。根据可燃气体爆炸的基本条件以及采空区的实际情况,对采空区可燃性气体爆炸引火源特性进行了研究,最终得出采空区遗煤自燃以及岩石相互摩擦引燃引爆瓦斯过程的主要影响因素。     

国外煤矿机械摩擦火花引起的瓦斯事故综述

煤矿井下瓦斯威胁矿井安全生产已有200多年的历史,特别是当前煤矿开拓延深、机械化程度的提高和产量增多,使矿井瓦斯涌出量也随着增加,从而加重了瓦斯事故的威胁程度。特别是机械摩擦火花引起瓦斯爆炸事故已经严重地存在于煤矿生产中。自从煤矿采用截煤机以来,在下部掏槽中摩擦火花点燃瓦斯的危险性更加严重,主要是截煤机的截齿与硬岩石的摩擦产生火花引起瓦斯爆炸和燃烧。     

背斜坚硬顶板采空区瓦斯燃烧原因分析及处理措施北大核心

基于新集二矿121109综采工作面岩石撞击摩擦火花引燃采空区瓦斯燃烧事故调查分析,开展坚硬石英顶板煤层开采瓦斯防治技术研究,分析坚硬岩石顶板撞击摩擦机理和背斜地质构造瓦斯流动规律。研究结果表明:采取采空区瓦斯抽放、顶板预裂爆破、湿化采空区环境和注入惰性气体等预防措施能够有效的预防回采期间采空区瓦斯燃烧等问题。     

用掘进机喷雾系统预防沼气点燃

<正> 掘进机掘进巷道时,常常观察到掘进机截齿与含石英围岩或包体碰撞形成的摩擦火花。在这方面,坚硬的砂岩和石英岩是最危险的能产生火花的岩石。 采掘作业的实践证明,近年来摩擦火花逐渐成为一个最常见的沼气空气混合气体的点燃源。在有瓦斯和粉尘危险的矿井中,这类现象在一定的条件下可以导致粉尘—沼气—空气混合物的爆炸并在巷道中蔓延发展,从而带来严重的后果。因此防治摩擦火花点燃沼气具有重大的意义。