张双楼煤矿回撤工作面自然发火预警标志气体及临界值确定

张双楼矿7201边界工作面总回撤时间超过煤层最短自然发火周期,为确定边界工作面煤自燃主控因素、煤层自然发火标志气体及其预警临界值,通过统计采空区遗煤分布、煤孔裂隙、围岩变形、含水率及采空区漏风等容易引起煤自燃的参数,得出工作面自燃的煤层孔裂隙发育及采空区漏风为主控因素;建立了煤升温氧化过程中标志性气体温度与浓度的关系,提出CO增加速率与烯烷比为辅助指标判断煤自燃的预警指标。研究发现煤温度80～90 ℃之间时煤体CO产生速率发生了突变,得出回撤工作面遗煤的临界自燃温度为80～90 ℃。     

采空区煤炭自然发火标志性气体实验研究及确定

指标气体作为预测预报煤炭自然发火的重要手段得到广泛应用,而其技术关键在于指标气体的选择。本文选用某矿5#煤81503工作面煤样进行程序升温-气象色谱试验,分析煤自然氧化过程气体产物和温度间关系,通过检测生成气体的成分去反应火情温度的变化。研究成果对于预测预报煤炭自然发火指标性气体的选择和采空区防灭火具有一定的指导意义。     

煤层自然发火标志气体及临界值确定

以神东矿区5个不同煤层为研究对象,利用程序升温实验优选出神东矿区煤层自然发火标志气体,得出了不同温度条件下CO产生速率,通过现场测试工作面回风隅角及采空区CO和O2体积分数,划分采空区散热带和氧化带的宽度,建立回风隅角CO指标临界值的计算模型,最终给出回风隅角CO指标临界值。结果表明:神东矿区煤层自然发火标志气体为CO、C₂H₄、C₂H₂,可分别作为煤自然发火初期、加速阶段和激烈氧化阶段的标志气体;正常开采条件下,回风隅角CO指标临界值为90×10^-6,当上升至350×10^-6时,采空区遗煤已达临界温度(60～70℃)。     

新疆弱粘煤自然发火标志性气体试验研究

为了掌握新疆浅埋、急倾斜弱粘煤层的上分层和本层采空区自然发火标志性气体生成规律,选取乌东煤矿弱粘煤样品进行程序控制升温试验研究,分析CO、烯烃、炔烃、烷烃及其比值的生成规律,以此确定煤自燃的临界温度和自燃预测指标。结果表明:CO出现的临界温度在25℃左右,标志着煤开始自燃氧化反应;C2H4出现的临界温度在106℃左右,标志着煤进入加速氧化阶段;C2H2出现的临界温度在348℃左右,标志着煤进入燃烧或阴燃阶段。CO、C2H4、C2H2气体作为煤自然发火的标志性气体,C2H4/C2H6作为煤自燃氧化的辅助标气。     

滕东生建煤矿自然发火标志性气体的研究与实践

基于煤-氧复合导因理论,对滕东煤矿3下煤进行了煤样升温实验,明确了自燃的气体指标判定标准,并且在升温条件下的煤炭氧化自燃实验条件下,确定了CO作为煤炭氧化自燃标志性气体应。随温度升高CO释出量逐渐增大,当其上升速率达到0.5～0.75ppm/℃时,应进行预报,对矿井安全生产有重要的指导意义。     

西川煤矿4号煤层自然发火标志气体及临界值确定

通过采集工作面煤样进行程序升温,现场埋管测定各种气体数据,分析了工作面、采空区、隅角和回风巷的标志气体分布规律,结合数据分析得到临界温度,确定西川煤矿4号煤层自然发火标志气体的临界值,建立了采空区分级防控防灭火技术体系,有利于防治煤矿火灾.结果表明,CO、C2 H4气体可以主要作为煤自然发火的指标气体,C2 H2、C2...     

铁箕山煤矿2号煤层自然发火标志气体及临界值确定

为更好地确定以CO为标志气体的煤层自然发火标志气体临界值,以便于防治矿井火灾,将铁箕山煤矿2号煤层4427工作面作为试验工作面,通过现场埋管监测,分析了采空区和工作面的标志气体分布规律。结果表明:随着推进距离增加,采空区内测定的CO浓度先上升,后开始下降一段,之后加速上升,总体变化趋势与自燃“三带”变化相似;在工作面上回风隅角CO浓度值最高,且回风流CO浓度波动较剧烈。以此为基础,通过进一步研究与计算,最终确定铁箕山煤矿2号煤层4427工作面各标志气体浓度临界值:采空区CO浓度临界值为140×10^-6,回风隅角CO浓度临界值为12×10^-6。     

煤炭自然发火预测预报的气体指标法

通过中国八大典型煤种煤样的自然发火模拟试验,对煤样氧化自燃气体产物进行了定性和定量分析,得出了各煤种从缓慢氧化阶段发展为加速氧化阶段的灵敏气体指标为:褐煤、长焰煤、气煤、肥煤以烯烃或烯烷比为首选,以一氧化碳及其派生指标为辅;而焦煤、贫煤和瘦煤则以一氧化碳其派生指标为首选,乙烯或烯烷比为辅;无烟煤和高硫煤唯一依据是一氧化碳及其派生指标.乙炔是煤进入激烈燃烧阶段的指标.研究提出了煤自然发火标志气体指标体系应至少包括自热加速和激烈燃烧2个阶段的主要指标,前一个指标是火灾危险预警指标,后一个指标是明火报警指标,同时也可以作为自然发火熄灭程度指标.     

凌志达煤业煤层自然发火标志性气体优选实验研究

为了解决凌志达煤业15号煤层自然发火能够准确预测的问题,通过对煤加热升温产生气体过程的实验并结合优先选择标志性气体的原则,研究确定了15号煤层自然发火标志性气体温度临界值,为下一步煤矿防灭火治理工作和安全高效生产提供基础数据支撑。     

灵新煤矿煤自然发火规律及指标气体研究

利用大型煤自燃试验台对灵新煤矿16号煤层煤样在常温170℃范围内的氧化特性和指标气体参数规律进行了测试。结果表明,煤温以26 d和37 d为界呈现出不同的升温速率;期间CO、CO₂为煤氧反应的主要产物,其余指标气体陆续由煤体氧化与分解产生且浓度较低;随着煤温的不断升高,实验炉内最高温度点的位置主要沿中轴线变化,并逐渐向进风口下移。此外,对于指标气体的讨论结果表明,炉内O₂浓度沿气流方向从进口侧开始逐渐降低,而CO和CO₂浓度则表现出相反的变化规律。研究结果为现场煤自燃的预测和防治提供了有力的依据。     

青岗坪煤矿自然发火标志气体来源研究

为优化顶板含油煤层自然发火预测预报标志气体指标体系,采用现场取样和实验室检测方法研究了青岗坪煤矿采空区内气体的来源,确定了煤层原生气体和含油顶板气体的具体成分。研究结果表明:青岗坪煤矿42016工作面采空区内CO来源于采空区遗煤的低温氧化,煤层原生气体与油气成分中都含有C₂H₆,但都不含有C₂H₄、C₂H₂,烯烷比（C₂H₄/C₂H₆）与链烷比（C₃H₈/C₂H₆）均不适合作为判断青岗坪煤矿自然发火进程的指标。     

州景煤矿5304工作面煤柱自燃特性及防治

为了及时处理州景煤矿5304工作面煤柱自燃灾害,测试了州景煤矿5304工作面煤自燃标志性气体,确定了5304工作面煤自燃指标气体为CO,并提出了采空区注浆和复合喷涂材料相结合的综合防灭火技术,同时使用综合防灭火技术对5304工作面窄煤柱自燃进行防治。结果表明:采空区内氧气和一氧化碳浓度迅速降低,回风巷内温度恢复正常值,煤柱自燃情况得到了抑制。采空区注浆技术与顶板喷涂复合材料技术的相互结合应用为类似煤层的自然发火防治提供了一种新的技术方案。     

保德煤矿81305综放工作面煤的自燃特性及防治技术研究

为了解和掌握保德煤矿8号煤层自然发火规律,以81305综放工作面为研究对象,进行煤样升温氧化实验,得出8号煤层自燃指标性气体为CO、C2H4。通过现场实测采空区气体变化规律结合数值模拟,得出81305工作面采空区自燃氧化带的范围为:进风侧200~350 m;工作面中部220~400 m;回风侧100~220 m。计算出预防采空区自燃的工作面最安全的推进速度为61.71 m/月。并提出了保德煤矿8号煤层不同开采时期采空区自然发火防治措施。     

马泰壕煤矿3102工作面采空区自燃“三带”研究

结合马泰壕煤矿首采工作面实际情况,构建了工作面采空区自燃“三带”取样系统进行取样分析。参考氧气、一氧化碳变化规律,对采空区自燃危险性区域进行了划分。建立数值模型,利用数值模拟软件进行验证,确定了工作面推进速度及防灭火重点区域,为工作面采空区的防灭火工作奠定了基础。     

黄岩汇煤矿综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

黄岩汇煤矿煤层透气性系数差,原始瓦斯含量低,在回采期间工作面绝对瓦斯涌出量较大,上隅角瓦斯浓度容易超限。现场跟踪考察分析了15108综采工作面上隅角瓦斯来源,找到了采放煤和采空区瓦斯涌出的主要原因,并提出了以高抽巷和顶板低位斜向钻孔相结合的卸压瓦斯治理模式,对卸压瓦斯抽采效果进行评价。研究表明:高抽巷平均抽采纯量69.5 m^3/min,最大90.0 m^3/min,可达全部抽采量的92%;低位钻孔抽采措施起到较好的辅助作用,最大抽采纯量为12.4 m^3/min,平均为5.8 m^3/min。回采期间上隅角瓦斯浓度维持在0.08%~0.40%。     

瓦斯对煤自燃过程中官能团演变的影响

为了探究瓦斯与煤自燃复合灾害演化过程中瓦斯对煤自燃进程的影响机制,以煤体内部化学官能团作为指标变量,基于正交实验设计及分析方法,分别研究了煤自燃过程中CH₄浓度、O₂浓度、N₂浓度及氧化温度对煤体内部不同种类官能团的影响规律。实验结果表明:与—CH₂—/—CH₃、C—H或—OH等其他官能团相比,—COOH与煤体氧化程度的线性拟合相似度最高,能够准确地反映煤体氧化进程。煤自燃过程中CH₄对—COOH占比的影响可分3个阶段进行,CH₄浓度＜6.0%时,CH₄有助于—COOH等官能团的氧化消耗,且浓度增加激励作用更为显著;6.0%＜CH₄浓度＜13.6%时,CH4仍起到促进作用,但促进幅度逐步降低;CH₄浓度＞13.6%时,CH₄起到抑制作用,且随着浓度的增加抑制作用逐步加剧;相较于N₂,低浓度和中浓度时CH₄对—COOH消耗的促进效应更强,高浓度时对—COOH消耗的抑制效应则更弱。     

三软煤层综采工作面防治煤层自然发火技术研究

针对超化煤矿22011A三软煤层工作面在采掘接替计划安排中需长期停产存在煤层自然发火隐患的问题,提出了多种防治煤层自然发火技术方案,并从每种方案的经济性、安全性、操作性等方面进行论证、比较,择优采取工作面正常通风情况下的防治煤层自然发火的技术方案,确保综采工作面停采期间的安全性,取得了显著的经济效益,对三软煤层自然发火防治工作具有重要的指导意义。     

综合防灭火技术在易自然发火工作面中的研究与应用

在煤炭开采过程中,采空区遗留浮煤;再加上采空区冒落空间高及工作面供风和地面塌陷形成的裂缝,漏风情况较为严重,同时由于是大采高工作面,其上、下隅角的巷帮处不易塌实,易形成漏风通道,遗煤发火的次数和危害程度随之增加,容易造成采空区遗煤自燃,严重影响着煤矿的安全生产。对浅埋深综采工作面采取了经济合理、技术可行的综合防灭火方案,同时也优化了相关措施的系数,确保了职工生命安全,促进了企业安全发展。     

屯宝煤矿I011502综放面瓦斯预抽必要性论证分析

针对高瓦斯矿井部分煤层瓦斯含量总体不高,采用整体预抽瓦斯增加了生产成本,但部分区域可能煤层瓦斯含量高,还需要抽采才能进行采掘等活动。以屯宝煤矿M₁₅煤层I011502综放工作面为例,通过现场测试及分析,对高瓦斯矿井低瓦斯含量煤层工作面采前瓦斯抽采必要性进行了论证。结果表明,I011502综放工作面可以不采取预抽措施,有效缓解了矿井接替紧张问题,同时节约了生产成本。