煤微观基团与自然发火危险性相关分析北大核心

为了研究煤微观基团与煤自然发火过程中放热特征之间的联系,采用差示扫描量热实验和红外光谱实验研究了不同变质程度煤样在煤自燃过程中的热特征参数与微观基团变化。结果表明:随着变质程度的增大,弱黏煤、肥煤、焦煤、无烟煤的芳香族化合物含量逐渐增大,分别为33.7%、39.8%、47.5%、65.4%,而含氧官能团的含量则逐渐降低,分别为53.2%、50.5%、43.6%、24.6%。利用高斯混合模型确定了煤放热过程中的燃点温度,结果表明高变质程度煤有更高的燃点和更低的自燃危险性。利用皮尔逊相关系数法确定了煤燃点与微观基团之间的关系,结果表明含取代苯,-C=C-,和-CH_(3)更多的煤的燃点温会更高,自燃危险性会减小,而含有更多-CH_(2)和-COOH的煤则恰好相反。     

瓦斯矿井工作面火区封闭后爆炸危险性快速预测方法

为了对高瓦斯矿井工作面煤自燃火区封闭后甲烷爆炸危险性进行有效预测,利用质量守恒定律对封闭火区在短时间内甲烷和氧气体积分数的变化规律进行推演,构建封闭火区内甲烷和氧气的积聚模型,分析火区封闭以后采空区内的气体体积分数的变化规律及关键影响因素,基于时间交集理论对火区封闭后甲烷爆炸危险性展开讨论,应用甲烷、氧气积聚模型对某矿火区封闭后的甲烷爆炸性进行估算,得到了甲烷爆炸的可能性及发生时间,及时采取相应的预防措施,成功地避免了火区封闭后甲烷爆炸事故。     

高瓦斯大倾角综放面采空区自燃火灾治理技术

针对新疆大黄山煤矿综放面开采煤层的特点,分析了该矿高瓦斯大倾角综放面采空区自燃火灾的特点和治理难点,首先采用测氡法火源位精确确定采空区火区源位置,并对其形成原因进行了分析,然后采取加固密闭,减少采空区漏风,以及注胶灌浆直接灭火等综合技术,对采空区火区进行了有效治理,确保了该工作面顺利启封和恢复生产,产生了显著的经济和社会效益。     

基于流场模拟的复采工作面采空区自燃危险区域预测

根据复采工作面采空区浮煤自燃特点分析,简化复采采空区渗流物理模型,建立渗流-扩散数学模型;通过现场采空区的气体数据观测分析,确定出边界条件,并对复采工作面采空区流场进行数值模拟,得出采空区内部渗流速度及氧气浓度分布;结合实验所得煤体自燃极限参数,判定采空区自燃危险区域,预测精度能够满足实际防灭火需要,可为复采过程浮煤自燃的防治提供指导。     

煤自燃指标气体与特征温度的对应关系研究

对兖州矿区煤样进行热重分析,划分出相应的7个特征温度区,并利用15 t特大型煤自然发火试验台对煤样自燃过程进行试验模拟,得出煤自燃过程中相应的指标气体,建立了煤自燃指标气体与特征温度的对应关系,为井下煤自燃的早期预测预报奠定了基础,并能对煤自燃机理进行更深一步的研究.     

注氮对采空区氧气分布影响的数值模拟

为了探究不同注氮参数下采空区氧气的分布情况,运用FLUENT软件建立三维数学模型,模拟了采空区氧气分布并与实测数据进行了比对。然后计算了不同注氮量、注氮深度、注氮高度的情况下,注氮对采空区氧气分布的影响规律。结果表明:注氮可以明显的改变进风侧的氧浓度场,随注氮量增加效果逐渐明显。110204工作面合理的注氮量为350 m3/h,最佳的注氮位置距工作面40 m左右。注氮对采空区氧浓度场的影响主要集中在进风侧,注氮情况下回风侧三带观测数据具有较好的参考性;注氮口高度的变化对注氮效果有明显的影响,较高的注氮位置对底部浮煤中氧浓度的影响较小。     

高瓦斯综放工作面采空区自燃危险区域分析

通过沿综放工作面全长埋管布点测定的方法,对采空区气体进行监测,得出下沟煤矿ZF4403工作面采空区氧气分布,并推算出采空区漏风强度和浮煤厚度;再结合采空区自燃危险区域判定理论和下沟煤矿ZF4403工作面煤样自然发火实验测定的煤自燃极限参数,确定ZF4403工作面采空区自燃危险区域和工作面最小安全推进速度,从而为高瓦斯综放工作面的防灭火工作提供科学依据。     

煤矿井下封闭采空区内细菌影响CO消失的实验研究

为了揭示煤矿井下封闭采空区内细菌对CO消失的影响机理,自主研发了细菌对CO消失影响规律的实验装置,通过对比实验,分析了空气灭菌前后、煤样灭菌前后以及灭菌水分等条件下密闭空间内煤样中CO、CO_2气体变化规律。实验结果表明细菌的存在会对CO的消失起到一定的作用,研究结果及思路可对封闭采空区进行精准预判提供参考依据。     

复采工作面采空区浮煤自燃火灾的治理

通过对西庞煤矿采空区复采过程中浮煤自燃的环境特点进行分析,确定了复采工作面采空区可能发生自燃的危险区域,并采用粉煤灰复合胶体防灭火技术,对复采工作面原终采线附近出现的高温区域进行堵漏和降温处理,结果表明:处理后,巷道高温区的温度均下降到26～28℃,高温区域内的一氧化碳浓度均迅速下降并最终消失,108复采工作面顺利推进650m,出煤30万t。     

大采高综采工作面采空区煤自燃危险区域研究与判定

大采高工作面由于围岩压力大、回采速度慢和漏风量大等特点造成煤自燃火灾防治难度较大。因此，采用数值模拟和现场观测相结合的方式研究了梅花井232204大采高工作面煤自燃危险区域分布特征。结果表明：采空区漏风风流从进风巷向回风巷方向渗流，造成氧气浓度在进风侧比较高，且高氧气浓度的范围大，在回风侧氧气浓度相对较低，高氧气浓度的范围也显著缩小。随埋入采空区距离增大氧气浓度逐渐降低，进回风侧氧气浓度分别在105 m和80 m降低到8%。综合判定得到232204工作面采空区的氧化升温带范围在进风区域和回风区域分别为40～105 m和28～80 m。研究结果可为大采高综采工作面采空区防灭火工作提供指导。