煤自燃模型化合物苯甲醚和苯甲醇的低温氧化

根据煤自燃理论及煤分子化学结构,选用苯甲醚和苯甲醇为煤自燃模型化合物,分别研究其中的甲氧基和羟甲基在20~130 ℃的氧化反应。程序升温测试其不同温度下的氧化产物,通过色谱分析对不同温度下模型化合物的氧化特性进行研究。结果表明,苯甲醚及苯甲醇低温氧化均产生一氧化碳、二氧化碳、苯和苯酚。在50 ℃之前,苯甲醚中的甲氧基氧化活性较弱,之后随着温度的升高而不断增加,但增加的幅度较为缓慢;苯甲醇中的羟甲基在70 ℃之前氧化活性较弱,当反应温度上升到70 ℃时,其氧化活性迅速增强;尤其是当温度达到120 ℃时,苯甲醇中的活性基团的氧化活性急剧增强。     

临涣煤矿近距离突出煤层群瓦斯治理方案

合理的工作面瓦斯治理方案优化是保证工作面安全高效开采的核心和关键,针对临涣煤矿近距离突出煤层群瓦斯治理存在的问题,以东翼7134工作面为例分析比较了3种瓦斯治理方案。通过分析论证,确定适合该采区目前条件下的最优开采程序,并对回采工作面的瓦斯治理进行设计。     

下向穿层钻孔综合水力化防突技术研究

针对近距离、低透气性、极松软突出煤层群区域防突难题,提出了下向穿层钻孔综合水力化防突技术。理论分析了下向穿层钻孔综合水力化防突技术防突机理。模拟了注水润湿前后不同孔径钻孔周围煤体应力分布规律。结果表明:水力冲煤孔径增加,钻孔卸压范围增加;相同孔径,注水软化同时增加卸压范围;增加水力冲煤孔径的卸压效果优于注水软化的卸压效果;卸压影响范围与水力冲煤半径负倒数存在指数函数关系。根据技术原理,研发了下向穿层钻孔综合水力化技术工艺,建立了技术防突效果指标考核体系。该技术在青东煤矿得到成功应用,为该条件下区域防突提供新的技术途径。     

BENT/AM/AA高吸水凝胶防治煤矿火灾实验研究

研究了膨润土(BENT)/丙烯酰胺(AM)/丙烯酸)AA)三元共聚高吸水凝胶的制备及其防灭火性能。通过正交实验研究了最佳的凝胶配比参数,并采用程序升温实验对凝胶的防灭火参数进行了分析。研究结果表明:在丙烯酰胺/丙烯酸的质量比为110%、膨润土/丙烯酸的质量比为10%、硼酸/丙烯酸的质量比为0.06%、过硫酸钾/丙烯酸的质量比为0.90%、中和度为80%、温度为90℃时,可得到吸水倍率为1 011.5的高性能吸水凝胶;在完全失水的状态下,当该凝胶的吸水量为250~550 mL/g时,阻化率可达到77%。最后,基于采空区灭火的物理相似模拟实验,对水与凝胶的防灭火性能特点进行了对比研究,结果显示:在矿井防灭火上,凝胶比水更具有优势。     

朱庄煤矿地质构造与瓦斯赋存规律分析

汇总了朱庄煤矿井田的地质构造资料以及矿井的相关瓦斯参数,并在此基础上分析了瓦斯赋存及涌出与地质构造的关系、岩浆侵入对瓦斯赋存及涌出的影响,得出了煤层瓦斯涌出主控因素。在此基础上对矿井深部区域的瓦斯涌出量进行了分析预测,为矿井瓦斯治理提供参考。     

矿井瓦斯抽放系统可行性分析与预抽技术研究

通过对矿井瓦斯涌出特征、瓦斯储量和可抽量的预计分析,论证了朱仙庄矿新建南部瓦斯抽放系统的必要性和可行性,分别对矿井南翼丰富的瓦斯储量、矿井目前具有的抽放技术和抽放经验以及主采煤层可抽性等条件进行了分析,结果表明建立南部瓦斯抽放系统是可行的。并在此基础上对建立矿井瓦斯抽放系统的抽放技术进行了总结说明。     

黄白茨矿采空区自燃危险区域“三位一体”预测应用

运用采空区束管监测,得出采空区自燃危险区域指标气体分布情况及流场气体运移规律。在此基础上对工作面采空区气体流场进行三维稳态数学建模,确定了采空区氧体积分数分布及自燃危险区域范围,同时应用同位素测氡技术探测地表氡异常区域进行验证,形成井下监测-计算机模拟-地表验证“三位一体”的采空区自燃危险区域预测的理论体系。将此方法成功应用于黄白茨矿1293工作面采空区,结果表明在当前工作面通风和回采进度条件下,采空区氧气带呈不规则“O”型分布,采空区煤自燃危险区域(氧气体积分数10%～15%)呈“U”型分布在距离工作面进风巷100～450 m,回风巷70～250 m,中部距离工作面50～140 m处。研究成果为采空区煤自燃区域精准探测提供了借鉴。     

气溶胶灭火技术防治采空区自燃火灾的应用潜力研究

为给采空区遗煤自燃防治提供新途径,介绍了冷热气溶胶灭火技术的机理与研究进展,分析了各类气溶胶灭火技术的原理、优缺点及适用条件。结果表明:溶胶灭火具有物理吸热、隔氧及化学抑制等多重效果,气溶胶粒子扩散迅速且能够在煤表面沉积,可以有效抑制采空区遗煤氧化。为分析气溶胶灭火技术抑制煤自燃的效果,利用超声波雾化发生含Mg、Al、Zn氯化盐气溶胶与Na OH气溶胶同时流经煤颗粒表面,协同处理煤样,经过气溶胶处理,生成金属氢氧化物沉淀后,表面官能团活性受到了不同程度的抑制,其中Al和Mg气溶胶对—OH结构的抑制较为显著,Zn气溶胶对C—O结构的抑制较为明显。     

煤中可溶有机质对瓦斯吸附与解吸特性的影响

为了研究煤中可溶有机质对瓦斯吸附与解吸特性的影响,在常温、常压下,用四氢呋喃抽提了淮北矿区的青东8煤、许疃3煤和孙疃8煤中的有机质,对比分析了原煤和残煤的瓦斯吸附量,常压真空解吸量和放散初速度Δp的变化规律。结果表明：抽提后,青东8煤和许疃3煤瓦斯吸附量减少,抽提前后瓦斯吸附增量随压力增加先增大后减小,Δp减小;孙疃8煤瓦斯吸附量无明显变化,Δp增大;3种煤样的常压真空瓦斯解吸量均增大。分析认为：突出煤层中,瓦斯溶解于煤中可溶有机质,形成固溶体,增加了煤层瓦斯含量,提高了瓦斯放散速度,煤层突出危险性增大;非突出煤层中可溶有机质占据了部分孔隙,可减缓瓦斯释放,降低瓦斯释放速度。     

密闭火区内惰性环境下烟煤自燃特性变化

在注惰后的井下密闭火区中,氧浓度较低,高温与惰性气体共存,高温与CO2或N2等惰性气体的共同作用会在一定程度上影响煤的自燃特性。以安徽淮北青东8号煤为例,在200 ℃下的惰性或低氧环境（CO2,N2,10%O2）内对煤样预处理12 h。通过红外光谱、孔隙分析、热重测试研究煤样处理后的物理化学变化,并通过程序升温氧化实验对比煤的氧化产物浓度。结果表明,处理后煤样的活化能降低,临界温度降低,自燃特性增强,中孔及大孔的比例增加,渗透率和孔隙率明显增高;煤中C-O,C〖CDS1〗O等活性基团增多,而-OH和杂原子官能团含量减少。煤表面形成各类裂隙孔隙相互沟通,增强了气体在煤中的流动性。