不同氧气浓度下采空区煤自燃极限参数研究

为了研究氧气浓度对煤自燃极限参数的影响规律,采用自燃程序升温实验测试阜生煤矿煤样在氧气浓度分别为21％、17％、11％、9％和5％等5种条件下的低温氧化特性,得到了不同氧气浓度下煤样氧化耗氧速率及放热强度,计算得到煤样自燃极限参数.研究结果表明:采空区环境中氧气浓度减小会显著抑制煤活性结构的低温氧化反应,导致煤低温氧化...     

灵新煤矿051608工作面采空区煤自燃危险区域分析

为了更有针对性地对灵新煤矿16号煤层051608综采面采空区煤自燃风险进行早期预防,采用实验与现场相结合的方式,通过物理相似模拟实验分析得到051608工作面采空区遗煤自燃极限参数,同时现场观测研究051608工作面采空区自燃“三带”分布特征。研究结果表明,漏风风流从进风侧采空区流向回风侧,氧气浓度进风侧随埋入深度增大衰减较慢,且高氧气浓度的范围大,随着埋入采空区距离增大氧气浓度逐渐降低。判定得到051608工作面采空区进风侧和回风侧氧化升温带范围分别为20～90 m和13～65 m,计算得到预防煤自燃最小安全推进速度为2.39 m/d。研究结果为合理确定防灭火工艺提供了依据,能够保障工作面安全回采。     

硫含量对煤自燃特性及极限参数的影响

为了研究高硫煤的自燃特性,并探究煤中硫含量对自燃的影响规律。选择桑树坪煤矿5种不同硫含量的煤样,采用油浴程序升温实验测试煤样的自燃特性并计算了极限参数。结果表明:煤氧化过程中的耗氧速率和CO产生量均随着硫含量的增加呈现出先增加后减少的趋势,煤的硫含量为5.06%处达到最大值。最小浮煤厚度和极限氧浓度均随着温度的增加呈现出先增加后减少的趋势,最大漏风强度则表现出相反的变化趋势;最小浮煤厚度和极限氧浓度均随着硫含量的增加呈现出先降低后升高的趋势,在硫含量为5.06%煤样处达到最小值;最大漏风强度则随着硫含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,且在煤样硫含量5.06%时达到最大值。     

易燃煤层自燃特性参数实验测试

利用程序升温实验和热重分析实验,以许厂煤矿煤样为分析对象,可以真实了解煤的自燃机理,掌握影响煤样自燃的因素,如氧气浓度、粒度、温度等,同时,也可以通过各种指标气体的产生规律来描述煤自燃状态。根据煤自燃测试得出的相关参数,测算出煤的放热强度、耗氧速率等特性参数,为煤层自然发火期预测及其易燃煤层自燃危险区域的确定提供了基础。     

复合采空区遗煤自燃极限参数变化及危险区域判定

特厚煤层采用分层综放开采时,上分层遗煤易发生二次氧化,致使煤自燃预防和治理的难度加大。为了准确判定下沟矿ZF1801工作面上、下分层采空区遗煤自燃危险区域,通过程序升温实验分析4^#煤层煤的自燃极限参数,并根据气体监测数据判定采空区遗煤自燃危险区域。研究结果表明：4^#煤层煤的耗氧速率和放热强度随温度的变化均符合高斯型函数关系;随遗煤厚度的增加,下限氧气体积分数逐渐降低,而上限漏风强度逐渐升高;当遗煤厚度一定,温度达到90℃时二者的极限参数最低;遗煤自燃危险区域在ZF1801工作面下分层采空区回风侧20~125 m、宽105 m,在上分层回风巷、进风巷侧0~40 m、宽40 m;当ZF1801工作面推进速度低于2.34 m/d且停采28 d以上时,采空区存在自燃危险。研究结果可为下分层综放工作面末采期间采空区自燃危险区域判定提供参考。     

高地温矿井煤自燃特性及极限参数试验研究

为了研究高地温矿井煤自燃特性及极限参数,采用煤自然发火实验台测试得到某高地温矿井煤样自然发火期和气体产生规律,计算了煤样自燃极限参数。研究结果表明,高地温环境可显著地缩短煤的自然发火期。通过对煤自燃极限参数的具体测试以及分析,对于上、下限氧浓度产生影响的主要因素包括最小浮煤厚度、煤温变化、煤样的临界温度及自然发火标志气体出现的极值温度。     

石嘴山二矿2268综放采空区自燃危险区域划分研究

通过实验测定煤的自燃特性参数,由现场观测和理论分析确定综放工作面采空区浮煤、漏风和氧浓度的分布情况,根据实际条件下浮煤自燃的极限参数,将采空区划分为窒息带、氧化升温带和散热带;然后根据综放工作面实际推进速度和最短自然发火期判定出采空区自燃危险区域,并确定出保障综放工作面安全的最小推进速度为1．36m/d．由此为石嘴山二矿安全生产、自燃火灾的预测以及防灭火提供依据．     

煤自燃极限参数的实验研究

煤自燃极限参数的确定是煤层自燃预测技术的基础。利用”XK-Ⅲ型”大型煤低温自然发火实验台真实模拟了某矿煤的自燃过程,对煤样自燃特性参数进行了测算,结合现场实际条件,可推算出下限氧浓度、上限漏风强度和最小浮煤厚度等极限参数,为该矿煤自燃预测及防治提供了重要的依据。     

煤自燃极限参数的神经网络预测方法

煤自燃极限参数是判断煤自燃危险区域的有力依据。由于受多种因素影响,长期以来一直采用粗略测算的方法,与现场实际差别很大。神经网络具有分布式存储、联想记忆、自组织、自适应、自学习能力,在非线性预测方面具有独特的优势。在对BP神经网络进行改进的基础上,进行了煤自燃极限参数的预测,应用结果表明,人工神经网络适合于煤矿井下此类复杂问题的预测。     

亭南煤样自燃极限参数实验研究

利用大型煤自然发火实验台模拟了亭南煤的自燃过程,测算出煤样自燃特性参数,结合现场实际条件,推算出下限氧浓度、上限漏风强度和最小浮煤厚度等极限参数,为该矿煤自燃预测及防治提供了重要的依据。     

基于采空区自燃“三带”测定优化注氮参数

为了防止综放工作面采空区遗煤自燃,提高注氮防灭火效果,合理确定出注氮参数。基于煤炭自燃理论及采空区O_2浓度变化规律,利用在采空区预埋氧气传感器,监测采空区O_2浓度随工作面推进度变化情况,确定出采空区自燃"三带"范围,并在同发东周窑煤业有限公司8102综放工作面应用。     

水浸煤体自燃极限参数和氧化动力学的研究

煤经水浸泡后的自燃特性会发生变化,为了研究水浸煤的自燃特性,采用煤自燃程序升温实验装置,进行经过3个月水浸泡煤样和原煤样的程序升温实验,研究煤的自燃特性。计算了两种情况下煤样的耗氧速率、放热强度,得出了煤自燃极限参数和表观活化能。煤经水浸泡后,煤分子的表面活性官能团增加,低温阶段的氧化放热性增强,自燃危险性增大。     

预氧化对煤复燃极限参数影响的实验研究

为研究预氧化对煤复燃过程极限参数的影响,采用程序升温装置模拟了煤初次氧化与二次氧化过程,对比分析2次氧化过程中煤自燃耗氧速率、气体生产率、放热强度及极限参数。结果表明:氧化煤和原煤的耗氧速率、气体产生率和放热强度均随煤温的升高呈近指数规律增长,但氧化煤在70℃前稍高于原煤,70℃之后低于原煤;氧化煤与原煤发生自燃的上限漏风强度先降低后升高,下限氧浓度与最小浮煤厚度先升高后降低;从升温过程中煤体自燃的极限参数极值角度,氧化煤发生自燃的"门槛"降低,更易自燃。     

不同变质程度烟煤的自燃极限参数对比分析

为了掌握不同变质程度烟煤的自燃极限变化规律及特征,通过煤自燃程序升温试验,首先得到了3个不同变质程度烟煤的O2、CO、CO2随煤温的变化规律,据此计算出煤的耗氧速率和放热强度,然后研究得出了煤自燃极限参数(最小浮煤厚度、上限漏风强度和下限氧气浓度)的变化规律.研究结果表明:与变质程度较高煤样相比,相同条件情况下,煤自燃低温阶段低变质程度煤样的耗氧速率、放热强度和上限漏风强度较高,最小浮煤厚度和下限氧气浓度较小;变质程度接近的煤样,极限参数及其临界点均较接近.研究结果可预测预报煤自燃和固定煤自燃危险区域.     

综采工作面采空区自燃“三带”数值模拟

为研究综采工作面采空区煤自燃“三带”分布范围,以大梁湾煤矿30103综采工作面为研究对象,通过现场布置束管、人工监测的方式收集采空区不同深度气体组分数据。采用数值模拟软件进一步分析采空区的氧气浓度,与现场实测数据相互辅证,确定30103综采工作面采空区自燃“三带”的分布范围为散热带（进风侧<104 m,回风侧<43 m）、氧化升温带（进风侧104～310 m,回风侧43～235 m）、窒息带（进风侧> 310 m,回风侧> 235 m）。结合煤层最短自然发火期,得到工作面安全推进速度为4.84 m/d,研究成果对该工作面采空区煤自燃预防具有一定指导意义。     

易燃厚煤层采空区自燃三带分布特性及防灭火技术

通过在采空区预埋束管进行取样,检测采空区内气体成分随工作面推进进度变化情况,确定出孙家沟煤矿13304采面采空区煤自燃"三带"分布特性,获得采空区自燃带宽度范围。当工作面出现CO异常时,采用了工作面降风均压、自燃带埋管注氮、上下隅角封堵减漏风的综合防灭火措施,取得了良好的防灭火效果。     

烟煤自燃特性参数差异性实验研究

烟煤自燃程度低,伴随变质程度的变化,其自燃特性参数也发生着本质的变化,为了研究其变质程度对特性参数的影响关系,选取了4种变质程度烟煤,采用程序升温实验系统,对自燃过程中特性参数进行分析,并计算表观活化能;通过实验研究,得出变质程度低、粒度小的煤样表观活化能强,表现出来的自燃特性参数更易于自燃的发生和发展,因此,研究对揭示烟煤自燃提供了理论基础,更好地分析了变质程度对自燃特性参数的关系。     

采空区自燃过程中氧气场分布的动态特征研究

为了更好地利用氧气指标对采空区自燃事故进行预警,利用数值方法对采空区氧气分布对于自燃阶段发展的动态响应机制进行了研究,结果表明:自燃初期,以氧气为指标的氧化带形成楔形分布结构;氧气分布会随温度的升高大面积回缩前移;以温度指标和氧气指标划分的氧化带宽度变化均呈现3个阶段,二者在各自的第2阶段出现重叠;改变漏风强度后会导致自燃带位置呈不同的变化趋势。现场需要把握氧气分布随温度的动态响应趋势,在自燃初期适合采用氧气指标,但在自燃中后期,宜采用温度指标划分氧化带位置。