模拟研究CO对煤氧吸附过程的影响

选取CO作为研究对象,采用量化方法,结合密度泛函理论,应用Gaussian 03W软件,基于B3LYP/6-311G水平,模拟研究CO对煤氧吸附过程的影响。计算结果表明:O2在甲基上的吸附能约为208.47 kJ/mol,CO在甲基上的吸附能约为-129.84 kJ/mol,CO对O2在甲基上的吸附影响很小,但是对于煤自燃过程有延缓效果。     

大采高综采工作面撤架期间采空区浮煤自燃防治技术研究

随着煤矿高产高效开采技术的发展,采空区浮煤自燃灾害威胁着煤矿工人的生命财产安全。针对羊场湾Y212工作面撤架期间采空区浮煤自燃特点与工作面实际开采条件,通过对工作面气体情况和井下实际生产条件的分析,提出在工作面前方重新施工巷道,采用高位孔灌注胶体材料、封闭注氮相结合的降温、降氧的防灭火方案,有效控制了该工作面在停采撤架期间的CO气体浓度和温度,为成功回撤奠定了基础,也为易自燃厚煤层自然发火机理研究与防治积累了主要的技术数据和实践经验。     

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.     

高地温环境对煤自燃特性影响的试验研究

为了研究井下高地温环境对煤自燃的影响,采用程序升温试验装置对煤样预先40℃恒温氧化后进行程序升温试验,通过对比常温下进行的试验过程,得出高温环境下煤体的气体产生率、耗氧速率及放热强度高于常温下氧化煤体,自燃危险性有所增加。     

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.     

煤自燃阶段性预测预报临界指标实验研究

以杭来湾煤矿3~#煤层为研究对象,采用煤自燃程序升温与色谱分析联用实验系统,对不同粒度的煤样进行氧化升温实验,测算了耗氧速率、气体产生率及放热强度等煤自燃特征参数,确定了划分煤自燃缓慢、加速及剧烈氧化阶段的临界温度值,优选了不同氧化阶段的指标气体及其临界范围,得到了C_(CO)/C_(CO_2)与Δ_(CO)/Δ_(O_2)为煤自燃进入加速氧化与剧烈氧化的临界判别指标,为杭来湾煤矿3~#煤层自燃的分级预警及科学防控提供了理论依据。     

粒度对煤自燃氧化性能影响规律的热重实验研究

通过对不同粒度煤样在不同氧浓度下进行热重试验研究,分析了不同的温度特征点煤粒度对煤自燃氧化性的影响规律和变化关系,结合煤样复合氧化理论对其进行了解释.     

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。     

不同应力对煤自然氧化的影响规律试验研究

为研究应力对煤自然氧化的影响规律，设计1套应力对煤自然氧化影响规律试验装置，通过该试验装置对煤样施加不同应力模拟采空区破碎煤体在承压环境中受压变形、温度及气体体积分数变化特征，定量分析不同应力作用下破碎煤体相关参数的变化规律。研究结果表明：升应力作用阶段破碎煤体较恒应力作用阶段受压变形、升温幅度更为明显且煤体升温速率与位移变化速率大小正相关，进一步验证了应力对于煤体自然氧化具有促进作用；破碎煤体在不同应力作用下煤自燃倾向性进一步加剧，煤体内分子更易氧化，从而导致CO、CH₄的产生；根据试验所测CO体积分数，从而推断有煤氧复合反应和煤体机械破碎激活脱碳2种产生途径。     

基于STFT图像特征的天然气管道预警技术研究

基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤微振动传感系统,使用STFT算法对中石油西南某地20km天然气管道周围发生六类事件(噪声、机械破环、人工挖掘、榔头敲击、人跳跃以及人踏步通行)的振动数据进行时频域图像化,然后通过BP、SVM、GoogLeNet等算法进行六类事件的分类预测。该方法首先利用Φ-OTDR系统采集管道同沟敷设光缆一芯中瑞利后向散射光信号,从中提取出振动事件的振动信号,然后通过STFT对时间-空间图像的采集,最后对图像数据利用算法进行振动事件的识别。现场实时监测获取的数据表明：利用BP神经网络算法对振动事件识别,相较于传统的随机森林、K近邻、SVM算法以及深度学习GoogLeNet算法,机械破坏事件的误报率低至0%,人工挖掘事件的误报率低至0%,适合应用于实际的天然气管道监测。