煤最短自然发火期实验及数值分析

根据兖州矿区煤样自然发火实验,测算出煤不同温度时的发热强度和耗氧速度,在此基础上,通过煤自然发炎数值模拟计算,分析不同供风强度、散热边界条件和煤的粒度等对煤最短自然发火期的影响关系,从而确定出实际开采条件下煤层的最短自然发火期。     

煤炭自然发火内在原因及最短发火期

从煤分子结构的物理、化学特性研究出发，浅析煤低温自然发生发展过程，进一步论述煤层最短发火期，精确测定的必要性及对矿井防灭火工作的指导意义。     

孙疃煤矿10煤最短自然发火期研究

为了掌握孙疃煤矿10煤最短自然发火期,通过对煤自然发火期确定方法的比较分析,确定实验条件下最短自然发火期的计算模型;对孙疃煤矿10煤层煤样在不同温度段的吸氧速度、失水量、解析瓦斯含量进行测定,进而分段计算了达到临界温度需要的时间,确定该煤层的最短自然发火期,为制定防灭火措施提供依据。     

煤堆最短自然发火期解算数学模型

为了更准确地预报煤层自然发火期,在总结前人对煤层最短自然发火期解算模型研究的基础上,分析了仍存在的一些问题.根据煤与氧反应的热平衡方程导出了煤最短自然发火期解算模型及实验方法,提出了更符合实际情况的煤层最短自然发火期解算模型.经2个试验工作面观测验证,预测准确率达到69%～88%,说明所建立的预测模型是正确的,预测方法对现场安全生产具有一定的指导作用.     

煤堆最短自然发火期解算数学模型

为了更准确地预报煤层自然发火期,在总结前人对煤层最短自然发火期解算模型研究的基础上,分析了仍存在的一些问题。根据煤与氧反应的热平衡方程导出了煤最短自然发火期解算模型及实验方法,提出了更符合实际情况的煤层最短自然发火期解算模型。经2个试验工作面观测验证,预测准确率达到69%～88%,说明所建立的预测模型是正确的,预测方法对现场安全生产具有一定的指导作用。     

煤实验最短自然发火期定量测定方法研究

为有效防治煤炭自燃,预测煤体最短自然发火期是非常必要的.以绝热圆柱形煤柱为物理模型,建立了煤实验最短自然发火期预测模型,利用实测的煤自燃基本参数,通过解算分析了漏风速度、粒度等参数对煤自然发火期的影响规律,最终准确测试了6个矿井不同煤体的实验最短自然发火期.结果表明:随漏风速度的增大,煤自然发火期先减小后增大;煤体粒度越小,最佳风速呈线性增大;随煤体粒度的增大,最佳风速条件下的自然发火期先减小后增大;煤体自燃倾向性越高,最短自然发火期越短;以张集肥煤为例,自然发火的最佳粒度为1～3mm,最佳漏风速度为0.001 1m/s,其实验最短自然发火期为26d.     

煤最短自然发火期解等数学模型

为了更准确地预报煤层自然发火期，在总结前人对煤层最短自然发火期解算模型研究的基础上，分析了仍存在的一些问题。根据煤与氧反应的热平衡方程导出了煤最短自然发火期解算模型及实验方法，提出了更符合实际情况的煤层最短自然发火期解算模型。经两个试验工作面观测验证，预测准确率达到74％－90％，说明所建立的预测模型是正确的，预测方法对现场安全生产具有一定的指导作用。     

煤实验最短自然发火期的快速测试

基于煤实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性是一种科学、可靠的鉴定方法。但由于在实验室测试煤在绝热条件下的实验最短自然发火期周期长,难以实现测试的标准化,此方法的应用受到限制。因此研究煤实验最短自然发火期的快速测试方法具有重要意义。通过理论分析与实验研究,确定70℃时煤样罐出气口的氧气体积分数(C70)与交叉点温度(Tcpt)是分别能体现出煤在低温缓慢氧化阶段及快速氧化阶段氧化升温特性的特征参数。通过程序升温测试煤低温氧化过程的特征参数C70指标和Tcpt指标,实现了煤实验最短自然发火期的快速测试。基于程序升温测试得到的实验最短自然发火期与绝热测试结果的一致性表明了此方法的准确性、可靠性及基于实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性的可行性。     

西川煤矿4号煤层自然发火标志气体及临界值确定

通过采集工作面煤样进行程序升温,现场埋管测定各种气体数据,分析了工作面、采空区、隅角和回风巷的标志气体分布规律,结合数据分析得到临界温度,确定西川煤矿4号煤层自然发火标志气体的临界值,建立了采空区分级防控防灭火技术体系,有利于防治煤矿火灾.结果表明,CO、C2 H4气体可以主要作为煤自然发火的指标气体,C2 H2、C2...     

高河煤矿3号煤层自然发火标志气体研究

通过指标气体分析法对高河煤矿3号煤层进行自然发火指标气体优选,确定煤样自然发火的特征温度,从而为高河煤矿3号煤层自燃早期预报和防灭火提供理论依据和技术支持。     

薛村矿2号煤最短自然发火期的研究

在前人研究的基础上，对薛村矿2号煤取样进行了升温氧化实验，测定了升温过程中各种气体的生成量。并根据生成这些气体的键能值计算了氧化升温过程中的放热量，再由DSC实验测定的不同温度下煤的比热容，分段计算了达到临界温度需要的时间，进而确定了煤层的最短自然发火期，测定结果与实际统计的自然发火期比较符合。     

凌志达煤业煤层自然发火标志性气体优选实验研究

为了解决凌志达煤业15号煤层自然发火能够准确预测的问题,通过对煤加热升温产生气体过程的实验并结合优先选择标志性气体的原则,研究确定了15号煤层自然发火标志性气体温度临界值,为下一步煤矿防灭火治理工作和安全高效生产提供基础数据支撑。     

铁箕山煤矿2号煤层自然发火标志气体及临界值确定

为更好地确定以CO为标志气体的煤层自然发火标志气体临界值,以便于防治矿井火灾,将铁箕山煤矿2号煤层4427工作面作为试验工作面,通过现场埋管监测,分析了采空区和工作面的标志气体分布规律。结果表明:随着推进距离增加,采空区内测定的CO浓度先上升,后开始下降一段,之后加速上升,总体变化趋势与自燃“三带”变化相似;在工作面上回风隅角CO浓度值最高,且回风流CO浓度波动较剧烈。以此为基础,通过进一步研究与计算,最终确定铁箕山煤矿2号煤层4427工作面各标志气体浓度临界值:采空区CO浓度临界值为140×10^-6,回风隅角CO浓度临界值为12×10^-6。     

平朔井东煤业9号煤层自然发火指标气体优选实验研究

针对平朔井东煤业9号煤层新鲜煤样进行程序升温氧化实验,分析研究CO、H2、C2H4、CO/CO2、C2H4/C2H6等气体浓度(比值)随煤温升高的演化规律,并判断气体出现的临界温度,在此基础上优选出适合井东煤业9号煤层自燃的指标气体。     

煤自然发火期快速测定的实验研究

介绍了煤实验最短自然发火期的快速测试方法。通过实验数据分析,确定了70℃时煤样排气出口氧气含量(C_(70))与交叉温度点(T_(cpt)),分别是煤低温缓慢氧化阶段和快速氧化阶段升温特性的特征参数。结合C_(70)和T_(cpt),计算得出了煤在缓慢氧化阶段的平均升温速率与煤在快速氧化阶段的绝热氧化时间,实现了煤实验最短自然发火期快速测定。     

煤层自然发火期测试方法的实验研究

前苏联学者И.В卡连金建立的煤的最短自然发火期计算模型,简便易行,但其采用的煤吸氧速度为某一温度段的平均值,对最短自然发火期的计算结果带来误差。通过对其测试方法的改进,即分温度段测试并计算煤的吸氧速度,分段计算升温时间,提高了发火期计算结果的可靠性。     

豹子沟煤业煤层自然发火标志气体分析与优选

通过对豹子沟煤业10101采煤工作面中9、10、11号煤层煤样实验和分析,得到CO可以在38℃～193℃范围内作为预测预报煤自然发火的指标气体,C2H4和C3H6气体可以在225℃左右和275℃左右时作为预测煤层自然发火的指标气体,C2H2气体可以在320℃～419℃左右范围内作为预测煤层自然发火的指标气体;豹子沟煤业...     

平煤一矿丁5-32140工作面自然发火期及采空区自燃“三带”研究

以平顶山天安煤业股份有限公司平煤一矿丁₅-32140综采工作面为研究背景，对该工作面的煤样开展程序升温实验，根据建立的最短自然发火期数学模型，结合程序升温实验的气体特征，计算出丁₅煤层的最短自然发火期。通过对丁₅-32140综采工作面采空区气体的现场监测，采用氧体积分数法确定出该工作面采空区自燃“三带”的具体范围。结果表明：丁₅-32140工作面煤层的最短自然发火期为45.9 d;该工作面采空区遗煤自燃“三带”的范围特征为：散热带0～31.2 m,氧化带31.2～117.2 m,窒息带大于117.2 m;根据氧化带范围与最短自然发火期的比值可知，丁₅-32140工作面防止自然发火的安全回采速度为51.6 m/月。