荫营煤矿自燃矸石山温度场分布及深部温度拟合

为明确自燃矸石山内部温度分布特征,建立了温度自动监测系统,利用热电偶实时测试阳泉市荫营煤矿矸石山不同深度的温度,借助统计学方法分析了矸石山内部水平和竖直方向温度分布规律,采用最小二乘法建立了浅深层温度间的拟合模型,并进行拟合优度检验和显著性分析。结果表明,矸石山在水平方向上可分为高温区、中温区和低温区3个分区,高温区主要分布在靠近边坡的一侧,该区域测点温度随着深度的增加先升高后降低,在深度6.0 m处温度达到峰值;平台最高温度667℃,位于地表以下6.0 m水平线与斜坡以下6.0 m平行线的交点处,说明距表面6.0 m处自燃倾向性最高;一元二次模型拟合效果更佳,回归效果显著,可作为浅层温度估算深层温度的经验回归公式。     

自燃煤矸石山内部温度拟合与可视化研究北大核心

分析了煤矸石山的自燃机理,采用土壤温度传感器测量煤矸石山内部不同深度的温度,结合传统测量手段定位温度采样点。通过MATLAB软件对每一层煤矸石温度进行插值分析,有效分析煤矸石山深部温度的分布特征,建立了竖直方向一元三次函数拟合模型,揭示出煤矸石山深部温度的变化趋势。通过相关系数和测量误差理论,确立了煤矸石山深部温度拟合最优模型,实现了自燃煤矸石山的火源定位及温度分布可视化,可为自燃煤矸石山灾害预警及治理提供技术指导。     

煤田自燃表征系统的灰关联模型及应用

分析了适用于煤田自燃系统的关联分析方法,建立了煤田自燃表征系统灰关联模型和煤田自燃表征系统影响因子灰关联空间,确定了自燃表征系统灰关联分析因子为自燃深度、磁异常值、电异常值、地表温度和地表CO浓度,并以新疆某煤田四火区为案例,应用模型进行了计算,得出自燃深度关联序列依次为CO浓度、磁异常值、温度和电异常值.进而提出在进行火区监测时,应该将灭火前气体浓度值也列入监测范围,与磁探测共同应用有助于提高火区探测效率.     

巷道煤柱高温点分布规律及五区定位法的研究

在煤矿巷道发生自燃时,准确确定火源位置是救灾关键,为了深入研究火源定位机理,根据高温在煤柱中热传导规律,总结了巷道自燃后温度分布的可能5种情形,采用流体动力学数值模拟软件Fluent研究巷道自燃后温度场和温度曲线图的分布,提出了煤柱自燃"五区定位法",为当前煤矿现场救灾时确定火源点、实施打钻注浆灭火提供技术指导.     

应用参照法对标志气体不健全的煤炭自燃预报模型的构建

标志气体不健全情况的存在,会导致原有煤炭自燃预报模型数值校正方法的失效。以阿戛煤矿易自燃且缺乏低、中温阶段标志煤温的九煤层为例,介绍了参照法在构建煤炭自燃预报模型过程中的应用,包括实际分析参数的选择,参数组端点温度与曲线拐点的确定方法,实际曲线的拟合和煤炭自燃预报模型的确定。根据理论与实际分析参数存在的分散性,提出了多模型预报煤温的计算方法,有助于提高煤炭自燃预报的精度。     

煤田露头火区多孔介质渗流运动的数值模拟研究

煤田露头煤层自燃使得煤田露头发生塌陷,为了合理地治理煤田露头火区,研究了影响煤田露头火区的重要参数,应用Fluent数值模拟软件针对不同煤层埋藏深度、孔隙率、渗透率进行了宏观数值模拟。得到了煤田露头多孔介质速度场、温度场变化规律,并根据孔隙率与渗透率对火区温度分布的变化规律提出治理方案。     

煤巷近距离自燃火源位置的红外探测与反演

应用红外探测技术对煤巷近距离(<10 m)自燃火源位置进行了深入的研究与实践,提出了探测方法.根据巷道壁面的红外探测能量场分布,建立了煤巷煤层自燃高温点的热传导方程,提出了煤巷近距离煤层自燃高温点的反演算法,并用最小能量准则和有限失拟准则解决了反演过程中解的不适定问题,确定了自燃火源的深度、范围和温度.     

煤层自然发火指标气体研究

为研究石港煤矿14#,15#煤层煤自燃进程的标志气体,在实验室开展煤氧化升温气体产物的测定实验,主要检测了煤样在氧化升温条件下各种气体组分的发生浓度,对产生气体量随温度的变化曲线进行了深入细致的研究。根据各种气体组分的发生量及最低检测温度,确定了石港煤矿14#,15#煤层的煤自燃预测预报标志气体和煤自燃标志气体生成量的拟合曲线,为该矿煤自燃火灾的预测预报提供了实验依据。     

大南湖一矿采空区煤自燃预警气体指标研究

为解决大南湖一矿面临的较为严重的煤自燃风险问题,通过煤自燃标志性气体测试设备对大南湖一矿1307工作面煤样煤自燃过程中的标志性气体进行了分析研究,确定了煤自燃不同阶段的标志性气体及其生成规律,并确定了不同标志性气体的预警温度,相关研究为1307工作面煤自燃的科学预警奠定了基础。     

不同通风方式对大倾角采空区煤自燃危险区域的影响研究

针对东峡煤矿大倾角工作面采空区现场危险区域难确定的问题,在确定工作面及采空区参数的基础上,采用相似模拟试验方法,构建了采空区自燃"三带"模拟试验系统,得出了大倾角工作面采空区在不同风量、不同风向下O_2浓度的分布规律。结果显示:大倾角采空区自燃"三带"呈立体分布;随着工作面风量的增大,风流进入采空区的深度以及对采空区的影响高度增大;上、下行通风条件下自燃"三带"主要分布在下巷道侧。     

煤炭地下气化温度场和裂隙场的演化规律

对国内某煤炭地下气化现场气化煤层的顶底板岩石不同温度下的热力学参数资料进行了收集整理,建立了岩石及煤比热容和导热系数随温度变化的拟合曲线方程,并采用COMSOL模拟了研究区地下气化的温度场分布。根据温度场模拟结果运用FLAC~(3D)软件对研究区的覆岩裂隙场进行了数值模拟,证明了数值计算模型及其结果的合理性。     

新疆和丰沙吉海矿区主采煤层自然发火特性研究

为了研究新疆和丰沙吉海矿区主采煤层自燃氧化特性,利用程序升温氧化试验装置,研究了不同煤样自燃临界温度、煤自燃特征气体浓度随温度的变化规律,根据试验数据,计算了各煤样不同氧化阶段的温度耗氧速率和放热速率。研究表明:沙吉海矿区煤层不同升温氧化阶段耗氧速率可分为2个阶段,所确定的煤层自燃氧化规律,可为判定煤层自燃氧化的临界温度提供依据。     

基于标志气体统计学特征的煤自燃预警指标构建

采空区煤自燃是影响矿井安全生产的主要灾害之一,标志气体与煤温是煤自燃预警的关键参数,2者之间的数学模型及其统计学特征是构建煤自燃预警指标体系的基础。通过程序升温控制实验,获得了88组煤样气体体积分数随煤温的变化曲线,选择指数函数、多项式函数和Logistic回归函数对气体体积分数进行拟合,以R~2,方差SSE和均方差MSE等参数为评价指标,确定了Logistic回归函数为最佳拟合函数;利用Logistic函数拟合标志气体的变化曲线,得到CO与C_2H_4体积分数的4个参数A_1,A_2,p和x_0,基于统计学特征确定上述4个参数的值并检验其有效性,得到"气体-温度"的本构方程;最后,归纳了不同标志气体的初现温度、拐点温度的统计学特征,构建了基于气体统计学特征的煤自燃预警体系并进行了煤自燃危险阶段划分。结果表明:(1) 30～350℃实验温度内,标志气体体积分数变化分为波动段、稳定段和衰减段,气体体积分数与煤温符合Logistic回归模型:CO与C_2H_4的拟合参数分别为A_1(CO)=23,A_2(CO)=14 990,p(CO)=11,x_0(CO)=294;A_1(C_2H_4)=0.3,A_2(C_2H_4)=27,p(C_2H_4)=17,x_0(C_2H_4)=283;(2) CO初现温度、第1拐点温度、C_2H_4初现温度、第1拐点温度和C_2H_2初现温度可作为煤自燃预警指标,预警值分别为30,156,120,204和285℃;(3)基于初现温度和拐点温度将煤自燃分为6个危险等级:安全、低风险、一般风险、较大风险、重大风险和特大风险,可根据等级不同采取相应的响应措施。     

黑色岩系钼镍矿的处理工艺研究概况

近年来随着我国经济的高速发展,出现了矿产资源保有储量短缺的局面。合理开发富含多种有价金属的黑色岩系钼镍矿资源,对我国国民经济与国防的建设有着十分重要的战略意义。结合钼镍矿的矿物组成和特性的分析,介绍了当前钼镍矿的处理工艺研究概况。提出了选冶联合处理钼镍矿的工艺,以及现有工艺中存在的一些问题。同时针对钼镍矿的性质特点,提出了下一步的研究方向。对其他低品位多金属矿的综合利用提供了一定的参考。     

煤的非均匀势阱分布及其对甲烷吸附/解吸的影响

为了研究煤的非均匀势阱分布及其对甲烷吸附/解吸过程的影响,在吸附科学和分子动力学理论基础上建立了非均匀势阱模型。该模型可以表征煤的吸附/解吸性能以及精确计算出煤体内不同势阱所对应的势阱数量。为了验证非均匀势阱模型对煤的吸附/解吸性能方面的表征能力的准确性,将其与Langmuir模型分别对甲烷吸附/解吸过程进行拟合,再将拟合数据和等温吸附线的相关系数分别进行比较。结果表明,非均匀势阱模型在表征煤体的吸附/解吸性能方面更优。在研究煤体内的势阱分布时,发现煤在不同温度压力下对甲烷的吸附/解吸过程中,煤体内的势阱分布出现明显差异。在分析煤的势阱规律时,发现在吸附阶段煤体内的势阱数量比解吸阶段多,但解吸过程中煤的平均势阱深度比吸附过程大。并且平均势阱深度随着煤阶的降低而降低。在吸附阶段势阱数量集中在某个势阱深度的范围内,但在解吸阶段势阱数量的分布相较而言就更分散。在同一温度下,势阱数量随着煤阶的降低而减少。从势阱分布来看,在相同温度下,高煤阶煤的势阱分布方差明显比低煤阶煤的势阱分布方差要大得多。温度上升会使得平均势阱深度随着温度的升高而下降。对于同一煤阶而言,温度的变化对5～15 kJ/mol内...     

测氡法在柴里煤矿煤自燃区域探测中的应用研究

柴里煤矿第三层煤自然发火情况严重,为掌握自燃区域分布范围及发展程度,从而有针对性地开展防灭火工作,首先分析了该矿历史上各工作面发火情况;而后通过实验研究了第三层煤的氡析出量与温度的对应关系,为测氡法探测该矿火区提供了依据和支撑;最后采用测氡法对火区范围及燃烧发展程度进行了现场探测,确定了温度异常区,为工作面后续防灭火工作的高效开展提供了重要指导。     

煤矿矸石山自燃治理技术研究与实践

为了有效防治煤矿矸石山的自燃,以白芨沟煤矿南四矸石山自燃火区为研究对象,根据矸石山的自燃特点,采用红外成像技术及远程温度监测技术对煤矸石自燃范围和程度进行了探测,根据测定的矸石山深孔及浅孔的温度分布情况,制定并实施了以“黄土覆盖、黄土隔离和灌注泥浆”为主的综合治理技术措施,有效抑制了煤矸石火区的供氧,阻止了火区的进一步发展,并通过降低火区高温直接灭火,且消除了井下影响2521工作面上隅角的CO,有效保证了工作面的安全回采.     

基于温度场迭加法解析煤矸石山内部温度场

为了探测自燃煤矸石山内部温度随时间和深度的变化情况,对煤矸石山的自燃深度和时间进行测算及预警。基于热传导理论模型,采用热源温度场迭加法解析自燃煤矸石山内部温度场。通过野外实际实验模拟,采用温度场模型对实验数据进行解析计算,得出结论：该模型适用于自燃煤矸石山内部温度场的解析计算,且计算简单,误差基本控制在10 ℃范围内,最大误差为20 ℃,模型精度较高,对自燃煤矸石山的火源位置探测及预警具有重要的指导意义。     

水浸煤二次氧化自燃危险性实验研究

为研究水浸煤二次氧化升温和降温全过程的自燃危险性,采用程序升温实验方法对原煤、水浸煤初次及二次氧化升温和降温的自燃特性参数进行对比研究,并利用表观活化能计算模型,在直角坐标系中通过线性拟合的方法计算不同温度阶段的表观活化能。实验结果表明:在升温过程干裂温度之后和降温全过程中,煤样的耗氧速率、自燃特征气体的产生率和极限放热强度均符合水浸煤高于对应原煤、二次氧化高于对应初次氧化的规律;表观活化能方面,水浸煤低于对应原煤、二次氧化低于对应初次氧化。因此水浸煤的自燃危险性更大。     

平煤集团自燃矸石山灭火工程实践

为了有效治理平煤集团矸石山的自燃,对矸石山火灾的灭火方法、灭火材料以及灭火系统设备进行了选择,并确定用以灭火的浆液中的粉煤灰和黄土比例为1:2,注浆量为1～2 t/m2,钻孔间距一般取1m,钻孔深度为2.5 m;对自燃矸石山的注浆灭火应遵循自下而上、由外到里、从低温区到高温区、从氧化区到燃烧区的原则.注浆结果表明:在注浆后的第5天,自燃的矸石已经熄灭,着火区的温度一般在20 d左右即可降至30～40℃的正常温度.