褐煤氧化升温中含氧基团的变化规律

煤分子中的含氧基团是发生煤氧复合反应,引起煤炭自燃灾害的关键因素。通过原位傅里叶红外光谱试验,对褐煤氧化升温过程中的含氧基团变化进行了定性和定量分析,研究煤氧复合反应过程中含氧基团的变化规律。结果表明:低温氧化过程中,褐煤中羟基含氧官能团是参与早期30℃～80℃范围煤氧复合反应的关键含氧官能团,含氧官能团中其化学活性最高,特征吸收峰强度下降幅度最大,220℃时,下降幅度超过了70%;羧基、羰基、脂肪醚基和芳香醚基等4类含氧官能团含量随温度升高而升高,上升幅度依次:羰基羧基脂肪醚芳香醚。煤氧复合反应的低温阶段20℃～220℃为高温阶段积累了大量的羧基、羰基化合物等中间过渡产物。     

2000—2016年我国煤矿重特大事故统计分析

为遏制重特大安全事故,于公开发表或出版的文献资料中对2000—2016年我国煤矿重特大事故进行了收集整理,从时间、地域、经济类型、事故类别等角度进行分类统计,并结合煤矿重特大事故预防的困难性给予研究解释。2000年以来,我国煤矿重特大事故起数和死亡人数呈波动下降趋势;3、4、5、11、12月是我国重特大事故的高发时期,是加强煤矿安全监管的重要时期;山西、黑龙江、河南、贵州、湖南5省重特大事故数量和死亡人数最多,是煤矿安全监管的重点区域;非国有煤矿重特大事故发生概率极高,是煤矿安全监管的重要对象;热动力灾害事故是煤矿重特大事故的主体,是科学研究、安全监管和投入的关键所在。煤矿危险源广布、无法彻底消除,现有技术无法长期有效治理;煤炭产量大,开采与安全保障技术、管理水平发展不平衡,是重特大事故预防困难的根本原因和直接原因。     

高密度电法探测煤火的模拟及应用研究

通过建立煤火的地电模型,采用有限差分法对温纳等5种装置进行正演模拟,在对正演数据加入噪声干扰后,采用高斯-牛顿迭代法进行迭代求解反演。反演结果表明：火区燃烧中心、烧空区和冒落带在5种装置的视电阻率拟断面图上均反映出了异常;复合对称四极装置对火区燃烧中心的分辨效果最好,温纳装置对烧空区和冒落带的分辨效果最好。采用以上2种装置类型对某火区进行了高密度电法探测,准确的分辨出了该火区的燃烧中心、烧空区和冒落带。研究成果为煤田火灾的准确探测提供了相应的理论基础和参考。     

煤田火灾探测方法研究进展

煤田火灾严重威胁火区生态环境和国家能源安全,我国是遭受煤火灾害最为严重的国家,因此煤火的治理十分迫切,煤火的准确探测是有效治理的前提。分别介绍了基于煤火热场特征的遥感与地表测温法,基于煤火地磁场特征的磁法,基于煤火电场特征的直流电法、电磁法和自然电位法以及基于煤火地球化学场特征的气体测定法、测氡法,并对各探测方法的国内外研究现状和优缺点进行了总结,最后指出基于火区电、磁场异常的电法和磁法是今后煤田火灾探测的重点研究方向。     

煤矿热动力重大灾害中的几个科学问题

对我国煤矿发生的重特大事故进行统计表明,热动力灾害(火灾与爆炸)是煤矿重特大事故中占比最高、致灾最严重的灾害。当前对其成灾原因、致灾作用和救灾风险等还认识不足,导致对热动力重大灾害的预防和处理仍缺少有效方法与技术,造成热动力重特大事故至今时有发生、救援处理常面临困境。针对防范与遏制煤矿热动力重大灾害的迫切需求,通过系统的国内外案例统计分析、亲历的事故救援经验总结和长期的深入研究与思考,凝练提出了煤矿热动力重特大事故防治需要解决的3个关键科学问题:采场中气、固相可燃物(瓦斯与煤)复合燃烧及点火特性,热动力灾害致灾因素与通风系统耦合的致灾作用,热动力灾害救援的不确定性风险特性与应对。为解决这些科学问题,需要有针对性地加强和完善瓦斯抽采与顶板控制技术,预防含瓦斯混合空气的形成,减少和控制矿井顶板周期来压造成的压电效应,消除瓦斯燃烧或爆炸的最初点火源,提高矿井的防灾能力;掌握冲击波与烟流在通风系统中传播范围及致灾程度的规律,构建可靠通风系统和有效避险系统,提高矿井的减灾能力;开发发现和处理不确定性风险的方法与技术,提高矿井的救灾能力。这些科学问题的研究解决,可突破现有技术瓶颈,提高预防煤矿热动力灾害、防止事故扩大和应对不确定性风险的能力,为防范与遏制热动力重大灾害事故、保障我国煤炭工业健康可持续发展提供借鉴。     

高密度电法与磁法探测煤田火区的数值模拟

通过建立煤田火区地电、地磁模型并进行计算分析,分别研究高密度电法中温纳α装置与温施装置对火区燃烧中心温度、埋深的敏感性和磁法探测对燃烧中心温度、火区埋深、燃烧时间的敏感性。通过对比分析正反演结果,可知高密度电法温纳α装置适合探测埋深大于50 m的煤田火区,温施装置适合探测埋深小于50 m的煤田火区,且两种排列方式均对火源中心温度和埋藏深度有较准确反演;而磁法可对煤田火区边界进行准确有效的圈定,无法定量判断煤田火区燃烧中心温度与埋深。根据所建立模型与反演分析结果,可为现场高效准确探测煤田火区与后期数据分析提供参考借鉴。