防治采空区深部煤自燃的胶体隔离控制技术

为了降低开采过程中煤自燃带来的次生灾害,针对采空区深部煤自燃的特点,应用危险源隔离控制原理,提出了对采空区深部煤自燃进行胶体隔离的控制技术,主要研究了胶体材料的灭火机理、胶体性能特点以及胶体隔离技术的施工工艺,最后将该技术应用于柴家沟矿ZF42105工作面和孟巴矿1110工作面的火区治理中,结果显示启封后工作面上隅角CO体积分数均低于2.4×10-5,说明胶体隔离技术能够有效降低采空区的漏风量,阻止采空区高温点向工作面方向发展,保证工作面的生产不受采空区深部煤自燃的威胁.     

SiO2纳米粉体抑制瓦斯爆炸的试验研究

为了研究纳米粉体的抑爆作用,采用自主改进容积为20L的近球形抑爆试验系统,测试添加SiO2纳米粉体时的瓦斯爆炸极限、压力等特性参数的变化,并同微米级粉体对比分析其抑爆效果,同时研究粉体质量浓度和点火时间对抑爆效果的影响.试验结果表明:同微米级粉体相比.纳米粉体的抑爆效果更好;质量浓度为0.1 g/L、粒径为 50 nm 的SiO2 粉体可使瓦斯与空气混合气体(瓦斯体积分数7%)的爆炸压力下降约70%,压力上升平均速率下降约90%,爆炸极限范围缩小约43%;超细粉体抑爆剂在固定空间内存在最佳抑爆浓度范围,并不是粉体添加量越大抑爆效果越好;粉体抑爆剂喷洒形成固体微粒气溶胶后存在最佳抑爆时间范围,超出该时间范围抑爆作用衰减明显.     

地温在煤自燃过程中的作用分析

通过分析煤体氧化放热性、自燃蓄热条件和供氧条件与地温的关系,推导出煤温与耗氧速度和放热强度的关系式以及热风压和升温必要条件的表达式,同时在煤自燃发火实验台上进行了试验研究,研究结果表明, 温的作用,增强了煤体自身的氧化放热性能,同时改善了自燃的蓄热条件和供氧条件,增大了煤体的自燃危险性。     

煤低温自然发火的热效应及热平衡测算法

煤在低温自烧发火过程中的热效应是多种多样的,但主要是煤与氧的化学反应热。通过装煤850kg的大型煤低温自燃发火实验台模拟煤自燃过程,根据实验台测定的温度场变化和传热学理论,推导出计算不同温度时松散煤体低温氧化放热强度的热平衡测算法。通过对不同煤样的自燃发火测试,利用该方法推算出不同的煤在相同温度下的放热强度,为煤自燃特性的定量分析及自燃发火预测提供了理论依据。图1,表1,参8。     

东滩矿4308综放面沿空巷道自然发火预测

根据东滩矿 4308综放面沿空顺槽松散煤体实际条件,通过巷道松散煤体自然发火过程数值模拟,预测沿空巷道自然发火危险性。证明其预测精度能基本满足现场需要。     

不同温度压力下煤对CO_(2)吸附扩散规律研究北大核心

针对煤炭开采深度增加,瓦斯开采难度大的问题,应用模拟软件Materials Studio,微观模拟了不同温度和压力下CO_(2)分子的吸附、扩散规律;基于分子动力学的方法模拟得到了CO_(2)均方位移与时间的关系。结果表明:在15、25、30、35℃的等温吸附曲线中,CO_(2)吸附量随温度的升高而逐渐降低,说明在低温状态下有利于CO_(2)地质封存;CO_(2)在煤中的自扩散系数、校正扩散系数和传递扩散系数的值均随着温度、压力的升高而增大,且在35℃,3.5 MPa时达到最大值。     

C2H4在烟煤中吸附的分子模拟研究

C₂H₄作为评价煤自燃过程的标志气体，煤对C₂H₄的吸附会使得矿井空气中C₂H₄气体体积分数的降低，进而影响对煤自燃过程评估的准确性。为了揭示C₂H₄在烟煤中吸附的微观机理，构建Wiser烟煤分子模型，利用蒙特卡洛方法，模拟温度为293.15～313.15 K、压力为0.1～3.0MPa时，C₂H₄在烟煤分子模型中吸附过程，并对吸附过程中吸附热、吸附势能和吸附熵的变化进行分析。结果显示：C₂H₄在烟煤分子中的吸附量随压力的升高先迅速增加，然后趋于平缓；压力相同时，温度越高，C₂H₄的吸附量越低；Langmuir-Freundlich模型对C₂H₄吸附过程拟合效果最好，C₂H₄的最大吸附量a值随温度...     

煤自燃进程精细划分方法及其智能监测预警——煤火精准防控技术变革

为提升煤自燃火灾风险隐患的智能化防控能力和水平，实现煤自燃指标数据近场实时采集、智能分析与精准预警。通过采集多个矿区新鲜煤样，采用煤自燃程序升温试验、自然发火试验等手段，测定煤自然发火特征参数。结合煤自燃机理细化指标曲线特征点位，构建了I类容易自燃煤层分级预警模型，确定相关预警指标及阈值。设计研发ZDC7型矿井火灾智能监测预警系统，主要包括矿用本安型多参数无线传感器(GD7)、矿用本安型无线监测主机(ZDC7-Z)、智能管控软件平台等。矿用多参数传感器能够独立近场采集数据(CO,CH₄,CO₂,O₂,H₂S,温湿度和压差等),利用监测主机采用的带状受限空间能量有效的容错拓扑控制技术与开放无线感知网络协议标准，确保ZDC7系统便捷地融入煤矿井下工业环网，同时有效、稳定地保障数据信息传输至多终端(手机APP、地面工控机、井下交互界面等)。智能管控软件平台内嵌智能分析预警模块，能够结合深度学习和多元回归分析等理论以实现多源信息融合自处理，智能分析火灾预警级别和煤自燃异常区域态势预测，并根据监测信息的预处理...