近距离煤层群联合开采底板巷道围岩支撑压力研究

针对近距离煤层联合开采时上覆煤层开采对下部煤层回采巷道的影响，结合现场实际进行矿压观测，得出底板巷道围岩支撑压力变化与巷道变形的规律，为巷道合理支护提供了依据。     

特厚易自燃煤层综放开采采空区防灭火技术

针对特厚煤层综放开采过程中工作面推进速度慢、采空区遗煤量大、漏风严重、极易自燃的特点,建立特厚煤层综放开采采空区渗流及扩散数学模型。利用富力矿-380 m前部22#层采空区的特征,对该特厚煤层采空区作出相应的假设,对该工作面采空区自燃“三带”进行划分,最终确定氧化带为采后距工作面25~60 m的范围。根据模拟结果,采取注氮注浆防灭火措施,取得较好的效果。利用该工作面现场数据进行数据拟合,验证防火措施效果,较好地达到防灭火的目的。     

宣东二号煤矿Ⅲ_3煤氧化过程活性基团变化规律

针对宣东二号煤矿Ⅲ3煤自燃灾害较为严重的现状,应用傅里叶变换红外光谱技术,从微观角度研究了煤的微观结构与氧化过程中活性基团变化规律。结果表明:宣东二号煤矿Ⅲ3煤煤样所含活性基团总体数量较少,与其它极易自燃煤样相比应具有较低的自燃倾向性;煤低温氧化主要是由羟基、饱和与非饱和烃等侧链基团引起的;矿井自燃灾害严重的原因主要考虑外在水分、温度、地质、通风等其它影响因素。     

脱氧型阻化剂对煤自燃的抑制效果

为对脱氧型阻化剂抑制煤自燃效果进行研究,在耗氧试验的基础上,进行抑制煤自燃试验,以CO生成量为指标对其进行优选。研究表明,无机盐阻化剂在添加耗氧剂等成分配制成脱氧型阻化剂后,不仅具有较好的耗氧效果,还具有比无机盐阻化剂更好的抑制煤自燃效果,且耗氧效果越好,抑制煤自燃的效果也越好;试验优选出的抑制煤自燃效果最好的配比为1.5 g还原性Fe粉、0.6 g硅藻土以及0.15 g MgCl_2,阻化效率比无机盐阻化剂提高了43.8%以上;在一定范围内,温度越高,脱氧型阻化剂的阻化效果越好;脱氧型阻化剂对粒径越小的煤样阻化效果越差,但当煤样粒径减小到80目时,再减小煤样的粒径,其抑制煤自燃效果已无明显差别。     

金属钙离子对煤中含硫活性基团的阻化效果研究

为了揭示阻化剂抑制煤炭自燃的机理,提高阻化效果。采用Gaussian03软件包,对含CaCl_2阻化剂中的金属Ca~(2+)与煤中含S活性结构形成的配位体及分子前沿轨道、稳定化能、自然键轨道和净电荷布居、自然电子组态进行系统研究。结果表明,金属Ca~(2+)能够与煤中含S活性结构反应形成稳定化能变大,前沿轨道能级能隙差变小,形成二配体、三配体及四配体配合物。而且形成配合物后,含S活性结构对前沿轨道的贡献大大减少,同时轨道能级大幅增加,增加了煤中含S活性结构的稳定性,降低了煤的活性,使煤不易于氧发生反应,可有效预防煤炭自燃。     

基于AHP—TOPSIS露天煤矿残煤自燃对比分析

通过对露天煤矿煤炭自燃风险评估的各个指标进行分析比较,利用层次分析法(AHP)和逼近理想解排序(TOPSIS)综合评判模型对露天煤矿煤炭自燃危险性进行评价。依照对露天煤矿煤炭自燃影响作用的大小、方式,归类总结出影响露天煤矿煤炭自燃的重要指标,即煤层自燃特性、气候条件、工程地质条件等,运用AHP和TOPSIS分析了在影响煤炭自燃风险中的各指标所占权重,其中煤层自燃倾向性对煤炭自燃的影响最大,其次为气候条件,工程地质条件的影响作用相对较小。分析总结了3个比较典型的露天煤矿所面临的煤炭自燃风险大小,可为合理评判露天煤矿煤炭自燃提供重要参考。     

地温与碱性条件对煤自燃影响的实验研究

为了确定葫芦素、门克庆煤矿地温与碱性条件对煤炭的自燃影响,利用热重实验分别分析在特定温度与碱性下煤样的热重曲线,进而研究其对煤炭自燃影响。研究结果表明:葫芦素、门克庆煤矿地温对煤氧化燃烧过程的特征温度点及失重量并无影响,对煤炭自燃失水失重阶段累积的热量值有一定程度的影响;葫芦素煤矿煤样在碱性条件下会一定程度上促进煤氧化自燃,但影响不大,只要加强正常防火工作即可,而门克庆煤矿碱性水对煤自燃有较大影响,可以通过对煤喷洒碱性水来抑制煤氧化自燃。     

抑制煤自燃的脱氧剂耗氧与阻化效果试验研究

为改善阻化剂抑制煤自燃的效果,通过正交试验,配制出由铁粉、氯化物无机盐、硅藻土组成,具有快速耗氧与阻化双重作用的脱氧剂。根据不同配比脱氧剂达到最大阻化率(0.75)和耗氧浓度(5%)时间之和,耦合分析添加不同阻化剂(Na Cl,CaCl_2和MgCl_2)的脱氧剂在快速耗氧和阻化2方面的最佳效果。结果表明,添加NaCl,CaCl_2和MgCl_2三种无机盐的脱氧剂对快速耗氧和阻化的时长促进作用的显著性从大到小为MgCl_2、Na Cl、CaCl_2。因此添加CaCl_2作为阻化剂的脱氧剂抑制煤自燃的效果最好,确定其最佳配比为1.5 g还原性铁粉、0.6 g硅藻土和0.3 g CaCl_2,质量比为5∶2∶1。通过测定脱氧剂作用于不同粒径煤样消耗氧气的快慢与CO产生量,结果显示煤样粒径越大,阻化率越大,耗氧越快,对抑制煤样自燃的效果最好。针对某矿密闭墙距21102工作面300 m氧气体积分数依然高达14%的情况,采用脱氧剂喷洒系统注入脱氧剂,注入后监测到氧气体积分数由14%降低到4%,达到了快速抑制煤自燃的效果。     

低温气氛对褐煤氧化生成CO的影响研究

为探究低温气氛对褐煤氧化生成CO的影响规律，以内蒙古平庄煤矿褐煤为研究对象，采用程序升温装置、ESR扫描试验以及煤氧化动力学理论，从宏观与微观角度分析褐煤氧化升温阶段中参与反应的活性基团、官能团以及不同温度进气条件下的活化能大小、自由基浓度的变化规律。研究结果表明：低温气氛通过抑制自由基的链式反应及其激发效应来提升反应体系所需的表观活化能，从而抑制煤的氧化进程|在氧化反应初期，相较于25℃进气条件，5℃、-15℃和-35℃对氧化产物CO的抑制率达11%、41%和73%，而在研究阶段的后期，低温气氛对氧化产物CO的抑制效果不断减弱甚至可以忽略。