亭南煤样自燃极限参数实验研究

利用大型煤自然发火实验台模拟了亭南煤的自燃过程,测算出煤样自燃特性参数,结合现场实际条件,推算出下限氧浓度、上限漏风强度和最小浮煤厚度等极限参数,为该矿煤自燃预测及防治提供了重要的依据。     

煤自燃极限参数的神经网络预测方法

煤自燃极限参数是判断煤自燃危险区域的有力依据。由于受多种因素影响,长期以来一直采用粗略测算的方法,与现场实际差别很大。神经网络具有分布式存储、联想记忆、自组织、自适应、自学习能力,在非线性预测方面具有独特的优势。在对BP神经网络进行改进的基础上,进行了煤自燃极限参数的预测,应用结果表明,人工神经网络适合于煤矿井下此类复杂问题的预测。     

济宁2#井煤样自燃倾向性测试

利用大型煤低温自然发火实验台,对煤自燃特性参数进行了测定和计算,确定了煤的自然发火期、临界温度、气体产生率、放热强度和极限参数,为煤自燃过程的研究和煤自燃火灾的预测打下了基础.     

济宁2^#井煤样自燃倾向性测试

利用大型煤低温自然发火实验台，对煤自燃特性参数进行了测定和计算，确定了煤的自然发火期、临界温度、气体产生率、放热强度和极限参数，为煤自然过程的研究和煤自燃火灾的预测打下了基础。     

不同变质程度烟煤的自燃极限参数对比分析

为了掌握不同变质程度烟煤的自燃极限变化规律及特征,通过煤自燃程序升温试验,首先得到了3个不同变质程度烟煤的O2、CO、CO2随煤温的变化规律,据此计算出煤的耗氧速率和放热强度,然后研究得出了煤自燃极限参数(最小浮煤厚度、上限漏风强度和下限氧气浓度)的变化规律.研究结果表明:与变质程度较高煤样相比,相同条件情况下,煤自燃低温阶段低变质程度煤样的耗氧速率、放热强度和上限漏风强度较高,最小浮煤厚度和下限氧气浓度较小;变质程度接近的煤样,极限参数及其临界点均较接近.研究结果可预测预报煤自燃和固定煤自燃危险区域.     

煤自燃极限参数的支持向量机预测模型

建立了基于支持向量机 (Support Vector Machine, SVM)的煤自燃极限参数预测模型;经过与多项式函数及Sigmoid核函数的对比,选用径向基函数作为SVM核函数;提出了一种SVM参数优化的变步长搜索方法,先在一个大区域根据训练样本均方差的值改变参数搜索步长,找到一个性能好的小区域,在这个小区域中应用网格搜索法找到最优参数,可提高参数搜索速度.实验表明,与人工神经网络模型相比,在样本有限的情况下,基于支持向量机的煤自燃极限参数预测模型预测精度更高、速度更快,说明支持向量机技术在煤自燃极限参数预测中具有实用价值.      

不同瓦斯浓度条件下弱黏煤低温氧化动力学参数研究

为研究采空区内部不同瓦斯浓度条件下弱黏煤低温氧化特性及动力学参数变化规律，采用煤自燃程序升温实验系统测试分析了不同瓦斯浓度条件下弱黏煤低温氧化过程中气态产物随温度变化规律，并计算得到弱黏煤低温氧化过程中的极限参数及活化能。结果表明：CO可以作为弱黏煤自燃防控的主要预测指标气体，C₂H₄和第二火灾系数R₂可以作为预测弱黏性煤自燃程度的辅助指标；不同瓦斯浓度煤样的极限参数的最值都分布在60～85℃的温度范围内，与煤自燃临界温度比较相近；随着甲烷体积分数从0增加到4%时，弱黏煤表观活化能呈现出逐渐上升的趋势，分别增加了35.061、18.426、25.837 kJ/mol。     

高地温矿井煤自燃特性及极限参数试验研究

为了研究高地温矿井煤自燃特性及极限参数,采用煤自然发火实验台测试得到某高地温矿井煤样自然发火期和气体产生规律,计算了煤样自燃极限参数。研究结果表明,高地温环境可显著地缩短煤的自然发火期。通过对煤自燃极限参数的具体测试以及分析,对于上、下限氧浓度产生影响的主要因素包括最小浮煤厚度、煤温变化、煤样的临界温度及自然发火标志气体出现的极值温度。     

水浸煤体自燃极限参数和氧化动力学的研究

煤经水浸泡后的自燃特性会发生变化,为了研究水浸煤的自燃特性,采用煤自燃程序升温实验装置,进行经过3个月水浸泡煤样和原煤样的程序升温实验,研究煤的自燃特性。计算了两种情况下煤样的耗氧速率、放热强度,得出了煤自燃极限参数和表观活化能。煤经水浸泡后,煤分子的表面活性官能团增加,低温阶段的氧化放热性增强,自燃危险性增大。     

预氧化对煤复燃极限参数影响的实验研究

为研究预氧化对煤复燃过程极限参数的影响,采用程序升温装置模拟了煤初次氧化与二次氧化过程,对比分析2次氧化过程中煤自燃耗氧速率、气体生产率、放热强度及极限参数。结果表明:氧化煤和原煤的耗氧速率、气体产生率和放热强度均随煤温的升高呈近指数规律增长,但氧化煤在70℃前稍高于原煤,70℃之后低于原煤;氧化煤与原煤发生自燃的上限漏风强度先降低后升高,下限氧浓度与最小浮煤厚度先升高后降低;从升温过程中煤体自燃的极限参数极值角度,氧化煤发生自燃的"门槛"降低,更易自燃。     

王村煤矿5~#煤层自燃程序升温实验研究

近年来,王村煤矿多次出现井下松散煤体自燃预兆,影响矿井的安全生产。为了掌握该矿煤自燃规律,准确预测煤自燃火灾,对5#煤样进行了自燃程序升温实验,根据实验结果确定该矿区5#煤层的自燃临界温度、裂化温度以及CO、CH4气体浓度与温度关系等自燃特性参数,并进一步分析了耗氧速度、C2H6、C2H4等指标气体的变化规律,对5#煤层煤自燃规律进行了初步探讨。     

谢桥矿煤样不同粒度下的升温实验研究

利用程序升温自燃性测试实验装置,模拟煤自然的整个发火过程,通过考察不同粒度媒样在煤温变化时O2消耗量、CO产生量、CO2产生量及其他气体的变化规律,确定煤的临界温度、气体产生率等极限参数,研究谢桥煤矿的自燃倾向性。因此,对该矿的安全生产、自燃火灾的预测以及防灭火具有积极的指导作用。     

程序升温条件下煤的自燃特性研究

利用煤样程序升温自燃性测试实验装置,模拟煤自然的整个发火过程。通过考察煤样的煤温变化、O2消耗量、CO产生量、CO2产生量及其他气体的变化规律,并确定煤的临界温度、气体产生率、最大放热强度及最小放热强度等极限参数,研究东保卫矿煤的自燃倾向性。因此,对该矿的安全生产、自燃火灾的预测以及防灭火具有积极的指导作用。     

口孜东矿13-1煤层自然发火指标气体特性参数实验研究

对煤炭自然发火指标气体特性参数进行研究,能够为保障煤矿的安全高效开采提供重要的理论依据。通过实验,研究了口孜东矿13-1煤层自燃特性,以及自燃过程中生成的气体随温升的变化规律。结果表明,指标气体的比值能更好地表征煤温的大小,也更能准确地判断井下煤自燃的状态。     

液态CO_2在治理高瓦斯矿综放工作面自燃火灾的应用

针对温庄煤业150201综放工作面采空区CO超限实际,分析了采空区遗煤自燃的原因,结合目前国内外煤自燃防治技术研究现状,提出了灌注液态CO2惰化灭火的方法,并研究了液态CO2灭火技术工艺及相关参数。现场实践表明,液态CO2灭火能力强、速度快,具有良好的惰化抑爆作用,是煤层自燃火灾防治的有效手段之一。     

自燃煤矸石吸附煤矿酸性废水矿物学特性研究

针对煤矿酸性废水污染问题,采用SEM、XRD和FTIR等分析测试手段,对吸附煤矿酸性废水前后的自燃煤矸石、Na OH改性自燃煤矸石和SRB协同自燃煤矸石样品进行矿物学特性研究。结果表明:自燃煤矸石通过表面孔隙吸附作用和发生配位反应,将煤矿酸性废水中的离子以小颗粒的形式沉积在自燃煤矸石表面。Na OH改性过程溶出自燃煤矸石表面的部分物质,使煤矸石表面出现大量孔隙。对比XRD谱图和红外光谱图可知,自燃煤矸石中的石英和钠长石等矿物成分在吸附煤矿酸性废水时起到了一定的作用。SRB协同自燃煤矸石过程对自燃煤矸石结构成分的影响比Na OH改性过程影响大,附着在煤矸石表面的SRB不仅影响自燃煤矸石表面的矿物质成分,形成黑色硫化物颗粒,还可以直接处理煤矿酸性废水,进一步提高对煤矿酸性废水的处理效果。     

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。     

煤矿矸石山灭火治理与自燃预警技术研究

为有效治理煤矿矸石山的自燃及防止灭火后的矸石山二次复燃,从矸石山自燃原理、灭火方法和灭火材料选择等方面进行了分析。以石灰、黄土、粉煤灰、电石渣为注浆材料,采用注浆法和自主研发的温度在线检测、远程无线传输和温度超限报警的自燃预警技术装置,对寺河煤矿自燃矸石山进行了灭火和自燃预警应用,取得了良好效果。     

Experimental simulation and numerical analysis of coal spontaneous combustion process at low temperature

The characteristic of coal spontaneous, combustion includes oxidative property and exothermic capacity. It can really simulate the process of coal spontaneous combustion to use the large-scale experimental unit loading coal ! 000 kg. According to the field change of gas concentration and coal temperature determined through experiment of coal self-ignite at low temperature stage, and on the basis of hydromechanics and heat-transfer theory, some parameters can be calculated at different low temperature stage, such as, oxygen consumption rate, heat liberation intensity. It offers a theoretic criterion for quantitatively analyzing characteristic of coal self-ignite and forecasting coal spontaneous combustion. According to coal exothermic capability and its thermal storage surroundings, thermal equilibrium is applied to deduce the computational method of limit parameter of coal self-ignite. It offers a quantitative theoretic criterion for coal self-ignite forecasting and preventing. According to the measurement and test of spontaneous combustion of Haibei coal, some token parameter of Haibei coal,spontaneous combustion is quantitatively analyzed, such as, spontaneous combustion period of coal, critical temperature, oxygen consumption rate, heat liberation intensity, and limit parameter of coal self-ignite.     

顾北煤矿煤自燃试验及早期多级预警技术

为了做好顾北煤矿煤自然发火防治工作,建立适用于顾北煤矿的煤自燃早期预警体系,提前分析顾北煤矿存在的煤自燃问题,以顾北煤矿13121工作面煤样为研究对象,进行煤自然发火试验,分析试验气体产物及各指标气体比值随温度变化规律,确定煤自燃指标气体及其临界值。试验结果表明,不同特征温度下对应的气体表征参数存在突然变化;结合试验数据分析得到CO、C₂H₄、C₂H₄/C₂H₆能够作为主要预测指标气体。最终结合煤自燃指标气体及临界值,提出适用于顾北煤矿的多预警级别的煤自燃分级预警指标体系,为煤自然发火预测预报提供了理论依据,对安全生产具有一定指导意义。