计算机束管监测系统在矿井煤层自燃发火预测预报中的应用

利用现代化装备进行预测预报是目前矿井自燃发火预测预报的探索方向。鹤岗矿务局自 1997年开始 ,相继对峻德矿、南山矿、兴山矿、大陆矿、兴安矿投入了束管监测系统 ,在全局基本实现了各矿井自燃发火煤层、采空区及火区一氧化碳 (CO)等气体的集中连续监测 ,能准确及时地预报火灾 ,为早期预报矿井火灾提供了较可靠的手段     

活性炭测氡法在煤层自燃区探测中的应用

活性炭测氡法探测煤层自燃区不受地形、气候、被探测对象埋藏深度等条件制约,具有操作简便、快捷、成本低等特点。本文分析了活性炭测氡法在探测煤层自燃区的理论依据,当煤层自燃时,顶部氡气迁移率会增大,在热区上方和非热区上方将出现明显的氡气浓度差异。并以探测内蒙古赤峰市元宝山区平庄镇西北3km古山矿区山前村煤矿/新景村煤矿自燃区为应用实例,进一步证实了利用活性炭测氡法探测煤层自燃区是可行的,为以后煤层自燃区的大面积普查提供了依据。     

矿井煤自燃监测预警技术研究现状及智能化发展趋势

煤自燃是煤炭开采过程中面临的主要灾害之一,对煤自燃特征参数快速准确监测、危险程度及时预警是实现煤矿安全高效生产的重要保障。从煤自燃前兆信息监测技术和预测预报方法2个方面综述了煤自燃监测预警技术的原理及研究与应用现状,剖析了现有煤自燃监测预警技术存在的主要问题:(1)煤自燃前兆信息一体化监测受井下环境干扰大;(2)预警指标体系和模型构建侧重实验,难以与现场实际有效衔接;(3)煤自然发火有效样本少,预测时效缺乏超前性。立足于煤矿智能化发展趋势,提出了煤自燃智能化监测预警技术的研究展望:(1)建立煤自燃超前预警与即时预报联合预测模式;(2)发展机理建模与机器学习相结合的多源信息融合分析方法;(3)构建矿井一站式、可视化、智能化煤自燃监测预警平台。以期提升煤自燃监测预警能力、提高煤矿安全智能化发展水平。     

青东煤矿10煤层标志性气体优选及自燃“三带”划分

针对青东煤矿1078工作面自然发火问题,通过实验室研究和现场测试相结合的方法优选确定了自然发火标志性气体的主副指标:CO和C2H4气体可作为10煤层煤氧化自燃的主要标志性气体,烯烷比和链烷比作为10煤层煤氧化自燃标志气体的辅助指标。采用采空区氧气浓度变化规律和温度变化趋势2个指标划分了采空区自燃"三带":距工作面0～31m处为散热带,31～78m处为自燃带,78m以外为窒息带。该研究成果为1078工作面自然发火治理提供了科学依据及理论指导。     

基于3S技术支持的煤田火区环境遥感监测与治理

在分析宁夏汝箕沟煤田煤层自燃现象及其火区灾害特征的基础上，以遥感方法为主、结合其他观测方法研究了煤层自燃的特征及其物理场模型，通过四层空间的数据采集方法实验，提出了经济而有效的动态监测方法体系、灭火方法和适用于煤田火区灾害治理和环境恢复的信息管理支持系统。     

同安煤矿4101综放工作面煤氧化自燃的标志性气体研究

煤自然火灾严重威胁着煤炭工业的安全。为了遏制该类火灾的发生,煤自然火灾指标气体的预测预报功能越来越受到人们的重视。本文通过煤氧化反应生产气体的红外光谱实验,分析了同安煤矿4101综放面煤样在升温氧化过程中,在不同温度下煤氧化自燃产生气体的红外光谱图谱,确定了此煤样在氧化自燃过程中在不同温度下出现的标志性气体。建立了标志性气体的预报模型,研究分析了煤样氧化自燃生产的CO、CH_4和C_2H_4气体的浓度与温度的关系。结果表明,4101综放工作面实验煤样氧化自燃生成的气体产物有H_2O、CO_2、CO、CH_4和C_2H_4等5种,CH_4、CO和C_2H_43种气体的浓度随温度的升高有着不同的变化规律。对矿井自燃火灾的预测预报具有重要的指导意义。     

国际煤火研讨会--暨中国生态环境可持续发展研究(ERSEC)框架下煤层自燃探测、灭火及预防研讨会

为在联合国教科组织（UNESCO）设立的中国生态环境可持续发展研究（ERSEC）框架下，通过全面总结和交流中德两国政府间科技合作“中国北方煤层自燃探测、灭火与监测新技术研究”项目第一期（2003～2005）的研究成果，引发全社会，尤其是政府管理部门对地下煤田自燃造成的煤田资源浪费和对生态环境破坏的高度关注，促进煤层自燃研究的广泛合作与交流，     

阻化剂微胶囊泡沫防治煤层自燃技术研究

在目前的防治煤矿自燃技术中,最广泛使用的是阻化剂技术,即在煤炭表层覆盖一层阻化剂,以达到减少煤层表回氧化反应防止自燃的目的。     

基于WSN的煤矿井下自燃火灾监测系统的设计

针对传统的自燃火灾监测系统无法确定火源实际位置的缺点,文章提出了一种基于WSN的煤矿井下自燃火灾监测系统的设计方案,给出了系统总体结构,详细介绍了系统网络拓扑结构、火源定位机制及其硬件、软件设计。试验结果表明,该系统控制方便、工作稳定,可以较准确地进行早期的自燃发火预测预报。     

大采高综采工作面采空区自燃“三带”研究

针对上湾煤矿12401大采高综采工作面采空区煤自燃防治,通过程序升温氧化实验确定CO作为煤自燃预报指标气体,并辅以C2H4来掌握煤自燃情况;在工作面采空区回风侧铺设束管对采空区气体进行监测,根据监测结果划分了采空区自燃"三带":距工作面0～32m处为散热带,32～225m处为自燃带,225m以外为窒息带;依据散热带和自燃带总长度及煤最短自燃发火期,计算出工作面最小安全推进速度约为6.4m/d。该研究结果为工作面防灭火措施制定提供了可靠依据。     

基于信息融合的煤层自然发火监测系统研究

针对目前我国在矿井火灾预警系统检测处理数据不可靠等问题,以单片机作为中央处理器,基于模糊信息融合理论,应用多传感器对煤层自然发火的指标气体和参量进行监测,将监测设备的多只传感器所获得的信息模糊化,再将其融合,从而获取设备精确的状态估计。该系统利用信息融合技术对各种参量进行融合运算和决策,实现了煤层自然发火的早期预测预报,实验结果表明：基于信息融合的煤矿火灾预警系统识别准确率与可靠性大大提高。     

运用组合探测方法对煤矿内因火灾进行模糊识别

内因火灾是煤矿的重大灾害之一。内因火灾的早期预报是保证煤矿生产安全的重要手段。文章在广泛收集煤炭自燃发火的影响因素和相关知识的基础上,分析了多种探测方法的特点并进行组合运用,以模糊推理为手段,建立了内因火灾早期的模糊识别系统。现场应用证明该方法对煤矿内因火灾的早期识别具有较高的可靠性。     

煤矸石山自燃评价模型探讨

随着煤炭工业信息化,安全生产监控在煤炭工业上越来越受到重视,尤其是煤矸石山的自燃问题。为了更好的监控煤矸石山自燃情况,建立一套完善的煤矸石山自燃评价指标体系是必要的,利用现有的条件对煤矸石山进行深度测量,并建立模糊层次综合评价模型来对煤矸石山测量点进行评价,通过评价指标获得结论来实现煤矸石山自燃预警和报警功能。研究表明,当综合评价分数小于5.13时,表示可以忽略煤矸石山自燃的情况,综合评价分数越高,煤矸石自燃可能性越大。     

煤矸石自燃氧化过程中自由基变化规律研究

为了从微观层面研究煤矸石自燃氧化特性,利用煤矸石自由基测定实验系统,分析了煤矸石自燃氧化过程中自由基变化规律.结果表明:随着温度的升高,自由基浓度先缓慢增加后快速增加,g因子先缓慢减小后快速增加再减小,CO生成量先缓慢增加后快速增加;含硫量越高,煤矸石由缓慢氧化达到快速氧化的临界温度及g因子快速增加所需的温度越低,CO生成量越大.可见含硫量对煤矸石自燃表现出促进作用,因此在煤矸石堆积之前应对煤矸石进行脱硫处理.     

基于激光气体分析的矿井火灾预警装置

分析了半导体激光吸收光谱技术监测气体浓度的基本原理,根据采空区煤自然发火的特征,采用气体分析法设计了一种基于激光气体分析的矿井火灾预警系统。依据煤自燃过程中各阶段释放标志性气体不同的特点,以及采空区三带静态分布的理论,给出了定性和定量判断采空区煤自然发火状况的判定方法,为矿井安全奠定了基础。     

基于气相色谱技术的采空区煤自燃火灾预测预报研究

根据煤自燃过程中各个阶段产生的不同标志性气体的特点,采用气相色谱仪对某矿采空区气样进行定性和定量分析,依据标志性气体的成分及含量变化情况预测采空区的煤自燃发火状况,为提前采取针对性的预防措施奠定了基础。     

煤自燃倾向性的氧化动力学测试装置研究

以煤自燃倾向性的氧化动力学测试方法为基础,提出了一种煤自燃倾向性的氧化动力学测试装置设计方案;介绍了该装置的工作原理、气源的选择、标准气体供给设备的设计、煤样反应部分的构建、气体分析仪器的选型以及显示控制面板的设计。实验结果表明,该装置能够实现对煤样反应气体的自动采样、自动分析、在线采集功能,且测试结果重复性好,验证了该装置的稳定性。     

基于层次重要度因果分析法的煤矿自燃事故研究

以某煤矿自燃事故为例,将层次分析法与因果分析法相结合,提出了层次重要度因果分析法。该方法不仅从定性角度分析了煤矿自燃事故的引发因素,还定量地给出了各因素的重要度,对于分析煤矿事故原因及提出重点改进措施具有重要意义。     

基于无线传感器网络的煤炭自燃火源监测系统的设计

无线传感器网络因可在小规模、低成本的器件上实现处理、存储、传感和通信的一体化,广泛应用于环境监测等领域。文章在分析现有的煤矿井下自燃火源监测技术所存在的不足基础上,提出了一种基于无线传感器网络的煤炭自燃火源监测系统,介绍了该系统的结构、传感器节点、接入网关节点的设计,给出了微型传感器节点的软件设计。该系统可实现现有的有线系统无法实施的特殊区域温度的监测功能,有效地提高了煤矿的安全生产水平。     

输送带上煤含水率检测装置设计

针对煤矿在利用输送带运输煤炭的过程中容易发生煤自燃的问题,提出了一种输送带上煤含水率检测装置的设计方案,介绍了装置的硬件和软件设计。该装置利用微波透射法,通过测量微波功率衰减得到煤的含水量。标定实验证明该装置具有误差小、测量精度高的优点,为煤矿测量输送带上煤含水率提供了一种有效方法。