矿井防灭火技术措施研究

火灾是威胁矿井生产安全的主要因素,对自燃煤层进行防灭火至关重要。针对华胜煤业有限公司矿井生产安全问题,提出自然发火煤层的防治措施。同时,火灾的发生不仅局限于煤层自燃,井下供电线路复杂,由供电线路及用电设备引发的矿井火灾事故也较多。通过KSS-200型束管监测系统,对工作面采空区遗煤自燃情况进行在线监测。液氮灭火系统和阻化剂防灭火系统的运用可以有效控制矿井煤层自燃情况,确保矿井安全生产。     

深部矿井工作面自然发火综合防治技术

针对深部矿井工作面自然发火的问题,以邢东矿1227工作面为工程背景,分析了煤层自然发火的条件,确定了生产中的重点防治区域,最终采取了科学合理的综合防治技术措施。实践表明,自然发火防治效果良好,有效地解决了1227工作面煤层自然发火问题,保障了1227工作面防火安全,实现了工作面的安全回采,为邢东矿其他工作面的安全回采提供了借鉴。     

充填采矿法

正充填采矿法属人工支护采矿法。在矿房或矿块中,随着回采工作面推进,向采空区送入充填材料,以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动,并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。本法适用于开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体;地表不允许陷落,开采条件复杂,如水体、铁路干线、主要建筑物下面的矿体和有自燃火灾危险的矿体等;也是深部开采时     

综放工作面收尾回撤封闭期间自然发火的预防

通过对官地煤矿28416综放工作面收尾回撤封闭期间容易引起煤层自然发火的因素进行分析,归纳总结出多种实用的预防自然发火的措施,为综放工作面收尾回撤封闭期间防治煤层自然发火措施的应用提供了实践依据。预防自然发火措施的应用能有效防治综放工作面回撤封闭期间的自然发火,确保工作面设备安全回撤、采空区安全封闭。     

充填采矿法

<正>充填采矿法属人工支护采矿法。在矿房或矿块中,随着回采工作面推进,向采空区送入充填材料,以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动,并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。本法适用于开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体;地表不允许陷落,开采条件复杂,如水体、铁路干线、主要建筑物下面的矿体和有自燃火灾危险的矿体等;也是深部开采时     

金属泡沫内石蜡固液相变蓄热/放热实验

针对解决太阳能热利用过程中所面临的辐射强度不稳定、不连续和不均匀等关键问题,相变蓄热技术常与太阳能热利用系统耦合协同匹配,以实现稳定连续的热量输出。为了强化固液相变蓄热/放热过程、提高系统热储能效率,对金属泡沫内石蜡类相变材料(PCMs)在不同蓄热流体温度下的固液相变蓄热/放热特性开展了实验研究。设计并搭建了相界面可视化的蓄热/放热实验系统,实验过程中使用高清相机对相变过程中的相界面变化进行了记录。同时,通过在蓄热单元内部布置多个热电偶测点,对蓄热/放热过程中的温度变化规律进行了探究。实验结果表明,受自然对流影响,熔化过程中相界面由上至下变化;而凝固过程中由于初始时蓄热单元下部温度较低且存在自然对流,此时相界面自下而上变化。蓄热流体温度越高,熔化所需时间越短,与蓄热流体温度为65℃的工况相比,蓄热流体温度为85℃、80℃、75℃、70℃工况的完全熔化时间分别减少了56.0%、46.7%、15.4%和26.7%。当采用不同温度的流体进行蓄热工况时,相变材料内部温度呈现出具有明显差别的温升规律。尽管如此,当采用相同温度的换热流体进行放热工况时,相变材料的放热温度仍趋于一致。     

煤低温氧化反应升温速率实验研究

煤的低温氧化放热是煤自燃过程的主要热量来源。在水浴保温的实验装置中,对煤样分别进行通入氮气、通入氧气、不通气体时升温(20～80℃)实验,用固定功率的加热棒进行加热升温,模拟煤体高温区域时的氧化。通过对升温曲线的分析和计算,并结合能量守恒方程建立模型,得出煤样的热量产生速率。     

综采放顶煤工作面采空区自燃三带分布规律的研究

综采放顶煤工作面采空区自然发火三带的分布范围及状况是防治采空区自然发火的重要参考依据之一.为此通过理论模拟分析和现场实测取样比对,确定了采空区自燃三带范围,以切实预防综放工作面火灾事故的发生.     

硫化亚铁自然氧化倾向性的研究

含硫油品储罐中，由于硫腐蚀形成的主要硫化产物硫化亚铁的氧化放热是引起油品自燃的主要原因，对硫化亚铁的自然氧化进行了跟踪实验，考查了硫化亚铁自然氧化的温度变化特征，绘制了不同条件下硫化亚铁的氧化升温曲线，分析了水分、油品及空气流量对氧化升温特征的影响，为实际生产提供了有利的理论依据。     

超高水材料充填控制覆岩下沉变形技术分析

分析了煤层开采上覆岩层的破坏规律,提出在地面通过钻孔向采空空间和采空区灌注高水材料充填体,使高水材料充满冒落裂隙带和垮落带裂隙以控制或消除地表沉降。     

基于综采方法四侯煤业矿井系统变更分析

针对阳城地区3号煤层分层开采现状,在无线电磁波坑道透视物探技术和顺槽实际揭露煤层巷道素描的基础上,对四侯煤业3101首采工作面分层开采工艺进行了变更分析,具体对采区轨道运输巷道断面及支护方式、采煤方法及工作面巷道布置、回采工作面顶板支护、矿井通风等变更内容进行了分析研究,该结果对阳城地区3号煤层开采工艺具有一定的指导意义。     

综放工作面沿空留巷控制技术研究

综放工作面沿空留巷是保证煤矿高效开采的重要途径之一,可以控制沿空巷道的变形。分析了综放工作面沿空巷道大变形的原因,介绍了充填沿空留巷技术,指出其关键在于控制合适的充填体宽度,结合山西省A矿具体情况,采用数值模拟方法分析了充填体宽度的影响规律。研究发现,对于A矿310综放工作面,沿空留巷充填体宽度应该控制在2.4 m左右。     

煤矿“矸石换煤”技术新突破

将煤炭开采过程中产生的矸石磨细后，与水泥等材料混合，制成近似膏体的浆体，从地面通过管道输送至煤矿井下需要充填的采场，充满采空区后快速凝固，有效支撑起岩层，达到避免地表沉降的目的。     

含高温热源的储煤筒仓温度场实验研究

为了解决储煤筒仓因煤体发生自燃而引发事故的难题,采用实验研究的方法,搭建储煤筒仓实验台,利用人工热源模拟自燃高温热源,对松散煤体温度场进行研究,分析不同测点距离、热源强度和热源相对位置对温度场的影响。结果表明:储煤筒仓内松散煤体温度场与热源强度、时间、距离等多种因素相关,其中,受热源强度影响更加明显;当热源温度低于150℃时,对流影响区域远小于导热影响区域;当热源温度高于200℃时,导热因素对温度场的影响占主要地位;对比筒仓壁面同层以及同列温度测点之间的温度变化趋势,可以推出高温热源的位置并监测筒仓储煤温度场,有利于预防储煤自燃。     

不稳定中厚煤层综放工作面综合防火技术实践

为了解决不稳定中厚煤层综放工作面防火问题,提高工作面安全性,在对工作面煤层自然发火综合影响因素分析的基础上,实施了漏风管控、注浆封堵、阻燃降燃、监测监控等综合防治措施。地质条件复杂的不稳定煤层中综放工作面采空区防火是关键。实践结果表明,经过对工作面采取综合防发火技术措施后,隅角CO涌出量下降了77%,工作面CO涌出量下降了75%。     

粒径对松散煤体自燃影响的试验分析

为了研究粒径对松散煤体自燃的影响,利用自制试验装置对松散煤体进行了绝热低温氧化试验.在试验过程中,对煤样的温度及试验装置出口氧体积分数进行监测,得到了各煤样的氧化升温及耗氧规律.研究结果表明,总体上煤样的平均氧化升温速率和在同一温度下的耗氧速率随煤样粒径的增加而减小,耗氧及温升拐点出现也较晚;煤样粒径与拐点温度近似呈对数函数关系,与拐点出现时间近似呈二次抛物线函数关系;混合煤样的氧化升温过程受其比表面积和空隙率的共同影响,粒径越小,空隙率对混合煤样氧化升温的影响比重越大;混合煤样加权粒径越小,各粒径煤样间的相互影响越强;混合煤样中各煤样间的粒径差距越大,煤样间的相互影响越弱.     

大倾角煤层岩层微地震监测技术的研究与应用

矿井开采大倾角煤层工作面的难度在于支护管理,实际作业时可以通过采煤工作面来压规律和采动压力监测进一步分析得出相关数据进行支护管理优化,从而保证大倾角煤层工作面正常安全开采。在石洞沟煤矿31321工作面开采中,对工作面推进0～50m,通过对大倾角煤层开采岩层移动规律的研究,应用微地震监测技术监测了采动影响下老顶岩层断裂的微地震信号,得出在开采过程中老顶岩层断裂点逐渐增多,且集中在采空区上方,采动影响岩层移动的范围在采空区达到98m,同时还获得了采区冒落带、裂隙带、弯曲下沉带的空间三维定位和影响范围,为矿井安全生产管理提供了支护技术的理论指导和支护方法。     

干冰相变防灭火系统在综放工作面的应用

四老沟矿在8103综放工作面停采撤架期间,为防止出现发火征兆,针对现场实际情况,采空区的遗煤采用合理的综合防灭火技术,消除了工作面发火的隐患,确保了工作面的安全回撤.因此,研究综采工作面撤架期间自然发火原因、采用合理有效的防灭火技术,对于保证设备安全拆除、人员安全以及综放开采技术推广均有十分重要的意义.     

综放工作面综合防灭火技术应用实践

K8201综放工作面开采15^#煤层,该煤层自燃倾向性为Ⅰ级,属容易自燃煤层。该工作面共安设液压支架133架,受地质构造影响,连续3个月日平均推进度小于1 m,在工作面端头架顶部、 1架—26架后溜发现CO气体,并呈上升趋势,最大体积分数达0.1%,迫使过无碳柱期间提前进入末采,开始摘架、施工拉架巷。通过采取进回风隅角注水,进风隅角摆放干冰,在高温点注水,架间注灭火胶体、注氮,以及调节工作面风量、邻近层抽采参数等措施,确保了拆架期间的安全,顺利完成了工作面拆除工作。     

煤自燃过程中的温升及CO生成特性

设计搭建了研究煤田火灾的实验模拟装置.采用中心开通孔的耐高温泡沫陶瓷模拟上覆盖层,通过在煤体下端外加热源的方式对煤层加热,研究了盖层表面的温度和生成的CO随煤样温度的变化规律,并测量了煤体温度随时间的变化规律.实验结果表明:盖层厚度的增加可以加快煤低温氧化进程,减少到达快速氧化临界温度所需的时间;根据煤体的升温速率、CO体积分数和盖层标志点温度随煤温的变化规律,可推断出实验用煤样氧化加速的临界温度约为80,℃,CO体积分数与煤样温度近似呈指数式关系.CO体积分数与煤样温度的关系方程可以用来判断煤低温氧化的程度,对煤田火灾的早期探测有一定指导意义.