新疆煤田火区现状及应对措施

针对当前制约新疆煤田火区治理存在的问题,采用调查分析的方法,重点分析新疆煤田火区的现状、特点及危害,进而提出所采用的一系列应对措施,为解决今后新疆煤田火区治理存在的难题和困难提供思路。     

新疆第五次煤田火区普查成果分析

相较于2013年新疆开展的第四次煤田火区普查成果,新疆新生煤田火区增加,部分未治理的煤田火区面积扩大以及责任主体灭失,给新疆煤炭工业的能源基地建设、井田划分、矿区规划、矿井安全生产、生态环境保护带来严重影响。2019年,新疆开展了第五次煤田火区普查,以新疆第五次煤田火区普查结果为研究对象,分析了新疆煤田火区的特点、变化原因、危害和影响。新疆煤田火灾存在分布广、发展快、新火区产生快、易发煤火风险区域多等特点,煤田火区的持续燃烧造成损失煤炭资源、污染大气环境、破坏土壤环境、污染水资源、易发地质灾害等危害。针对上述特点和危害,提出了新疆煤田火区治理措施,为新疆煤田火区治理规划提供了基础资料和决策依据。     

浅谈新疆煤田火区不断发展扩大和新生的原因

在新疆第四次煤田火区普查成果的基础上,分析了新疆煤田火区不断发展扩大和新生的原因,找出引发煤田火灾的主要原因,针对主要原因提出了今后煤田火区治理的思路。     

基于TIRS和TCP-InSAR的新疆广域煤田火区探测方法

新疆作为全球煤田火灾最为严重的区域之一,不仅每年消耗约442万t煤炭资源,而且导致火区地表裂缝、地表塌陷等地质灾害频发,同时燃烧后持续向空气中释放大量有害气体,严重危及居民健康。因此,精准监测火区范围对研究煤火自燃规律、治理煤田火区具有重要意义。目前用于煤火探测的方法中,利用火区物理特性进行探测成本高、效率低,仅适用于小范围火区探测;利用热红外遥感手段虽然能提取到温度异常区,但仍需要进行大量的实地勘探工作。为此,提出了一种面向新疆广域煤田火区精细探测的热红外遥感(Thermal Infrared Remote Sensing,TIRS)与TCP-InSAR(Temporarily Coherent Point Interferometric Synthetic Aperture Radar)融合的方法。该方法利用单窗算法对Landsat-8影像进行地表温度反演,提取研究区域地表温度异常信息,在此基础上,结合TCP-InSAR从Sentinel-1A影像获取研究区域地表沉降信息,并对二者进行空间叠加分析,获取煤火区域的分布特征。研究表明:热红外遥感手段联合雷达干涉测量技术探测大范围煤田火区的方法具有较高的可靠性和准确性,为新疆广域煤田火区高精度探测提供了新的技术方法。     

大面积煤田火区热能的提取与转换方法

针对传统的剥离、注水与注浆等煤田火区治理方法治理过程中火区蕴含的热能全部被废弃的缺陷,提出了将煤田火区的热能作为一种清洁能源进行提取利用来实现治理目的的"以用代治"煤火治理新思路。分析了不同热提取媒质(热媒)、热提取方法以及热电转换方式对煤田火区的适用性,提出了以低温气体作为主要热媒,采用多孔压入式导向性热提取方式对火区地下高温区采热,并配以有机朗肯循环系统进行发电的火区热能的提取与转化方法。并对现场应用前所需进一步解决的问题进行了探讨。     

新疆煤田火灾多发频发原因分析研究

阐述了新疆煤田火灾的危害、火区治理取得的成绩和最新煤田火区普查情况。根据新疆第5次煤田火区普查结果,从内因和外因2个方面分析新疆煤田火灾多发频发原因。在统计新疆煤田火区分布区域、赋存条件、气候特征、人类活动等数据的基础上,结合煤火燃烧理论,分析引发新疆煤田火灾的因素。最后得出结论,人类活动是引发新疆煤田火灾的重要因素之一,并建议在煤炭开采活动中做好防灭火措施,从根本上抑制煤田火灾多发频发的现象。     

Google Earth在新疆煤田火区中的应用研究

从煤田火区的展示、设计及煤田火区监测这3个角度结合实例分析Google Earth在煤田火区中的应用,为Google Earth技术与新疆煤田火区的治理结合提供一定的理论参考,同时Google Earth技术的应用将会降低煤田火区相应的治理成本。     

新疆煤田火灾的危害与治理挑战（增刊）

中国新疆每年因煤炭自燃不仅造成了大量煤炭资源浪费还危害了火区周围的生态环境,而且经过近60年的治理,新疆煤田火灾依然是屡禁不绝。本文论述了新疆煤田火灾的危害、屡治不绝的原因及治理过程中所面临的挑战,并提出了相关建议。     

新疆煤田火区的危害与治理挑战

煤层自燃是我国煤矿生产过程中的主要灾害之一,新疆煤田火区的煤炭自燃不仅对经济、社会和生态环境等造成巨大的影响、还对人类的健康与动物的生存造成很大威胁。从煤火造成大量的资源浪费、大气环境的污染、地表及地下水资源的污染、岩土环境的稳定性造成破坏以及危害生物健康等方面的危害进行论述,通过野外实地调查与文献资料调查,探究了新疆煤田火灾的治理取得的成果,有效的治理方法以及火灾治理的现状和新疆煤田火灾治理过程中所面临的挑战,并根据所面临的挑战提出应对新疆煤田火灾可行的对策措施。     

煤田火区探测技术研究及应用

煤田火灾严重威胁火区周边环境和煤矿安全生产.我国受煤田火区灾害严重影响的煤矿主要集中在新疆、宁夏、内蒙古、甘肃,煤田火区精准探测技术难度大.阐述了几种主要的煤田火区探测方法的原理,并对测汞法探测煤田火区的机理进行了详细论述,提出了煤田火区探测新方法,应用于煤田火区探测,实现煤田火区高温异常区域的超前预测预报,及时采取有效措施消灭煤田火灾火源点.     

煤田火区的缓慢氧化及其意义——以小东沟煤矿为例

本文以新疆小东沟煤矿为例,分析煤田火区熄灭后,地面塌陷承接降水,因煤层中的黄铁矿氧化生成硫酸,使煤层继续氧化,其形成机理、特征、产生条件,对煤田火区的勘探以及治理具有重要的意义.     

新疆煤田火区火风压模式研究及其应用

通过对新疆煤田火区火风压物理过程的分析,提出煤田火区火风压由地上、地下区域组成.地上、地下区域火风压主要是由空气柱内外温度差形成的密度差导致对流作用产生的.同时认为地下区域箱体内存在烟气的多变膨胀效应.基于上述作用机理,提出了新疆煤田火区火风压计算模型,并对火区状态系数C进行了分析. 从确定火区地面覆盖层厚度和估算火区温室效应气体排放量2个方面对该模型进行了应用分析, 初次提出了火区温室效应气体排放量的估算模型.     

煤田露头火区多孔介质渗流运动的数值模拟研究

煤田露头煤层自燃使得煤田露头发生塌陷,为了合理地治理煤田露头火区,研究了影响煤田露头火区的重要参数,应用Fluent数值模拟软件针对不同煤层埋藏深度、孔隙率、渗透率进行了宏观数值模拟。得到了煤田露头多孔介质速度场、温度场变化规律,并根据孔隙率与渗透率对火区温度分布的变化规律提出治理方案。     

煤田火区探测技术研究现状及发展趋势

煤田火灾严重威胁露天矿区周边环境和煤矿安全生产,我国是遭受煤田火灾影响严重的国家之一,我国受煤田火区影响的煤矿主要集中在新疆、宁夏、内蒙、甘肃地区,煤田火区精准探测仍然比较困难.阐述了几种主要的煤田火区探测方法的原理,详细阐述了测汞法探测煤田火区的机理,为煤田火区和露天煤矿火区的探测开发了一种新方法,可以指导煤田火区和...     

矿用固化泡沫材料在乌达煤田局部火区治理中的应用

乌达煤田火区治理采取边治理边采煤,火区治理不能对采煤造成影响。尤其是灭火材料的选择方面,首先考虑到成本低脱水较少的材料。采用矿用固化泡沫充填材料在乌达煤田火区治理过程中取得成功的经验,同时列举了2个应用实例,以说明这种材料在火区治理中的应用情况。     

基于模糊数学法的煤田火区危险性综合评价方法

针对已有评价方法未能对煤田火区危险性影响因素进行分析,评价结果可信度偏低,评价耗时上升,提出一种基于模糊数学法的煤田火区危险性综合评价方法,通过预先危险性分析获取诱导事故发生的危险有害因素,对各个因素的危险等级进行评定,同时制定相应的防范措施。利用煤田火区危险性分析结果编制火区危险事故树,获取导致危险发生的最小割集,将各个因素的结构重要度进行排序,获取最为危险的基本事件。组建评价指标体系,同时借助模糊数学法对影响煤田火区危险的因素进行分级评价,通过所组建的评价模型,获取最终的综合评价结果。仿真实验结果表明,所提方法能够获取高精度、高可信度以及低耗时的综合评价结果。     

煤田自燃表征系统的灰关联模型及应用

分析了适用于煤田自燃系统的关联分析方法,建立了煤田自燃表征系统灰关联模型和煤田自燃表征系统影响因子灰关联空间,确定了自燃表征系统灰关联分析因子为自燃深度、磁异常值、电异常值、地表温度和地表CO浓度,并以新疆某煤田四火区为案例,应用模型进行了计算,得出自燃深度关联序列依次为CO浓度、磁异常值、温度和电异常值.进而提出在进行火区监测时,应该将灭火前气体浓度值也列入监测范围,与磁探测共同应用有助于提高火区探测效率.     

乌达煤田火区对井下工作面安全生产影响分析

以乌达煤田火区燃烧状态为例,根据火区与开采煤层间的岩层位置、岩性、厚度关系,分析下层煤开采时上覆岩层冒落带和裂隙带高度,判断煤田火区对下层煤开采时的影响程度,为火区治理前保证工作面安全开采提供科学理论依据.     

攀枝花宝鼎煤田露头大面积火区探测成果分析

科学分析煤田露头火区燃烧界限,准确判断其影响范围和危害程度,有利于提出有效的治理措施。攀枝花市运用高分遥感、无人机航测等先进技术手段和设备,对宝鼎煤田大面积火区开展了详实的探测,探测出39个火区点位的燃烧状况,形成44.85 km2的光学影像、10.30 km2的热红外影像图和250 km2的遥感影像图,圈定露头火区面积为17.43万m2,划定影响范围面积为1 285.19万m2。根据探测结果,分析了火区特点、变迁原因及危害,提出按照“分级防治、逐步推进、综合管控”的原则,采取火情监测、火源探测、注水降温、注浆灭火、高温区煤体剥离、黄土覆盖等综合防治措施,推进火区治理进度,为宝鼎煤田露头大面积火区治理提供了基础资料和决策依据。     

新疆硫磺沟煤火治理区地表热异常遥感监测研究

为研究新疆硫磺沟煤田火区热场演化过程和治理效果，利用热红外遥感技术进行监测研究。将火区划分为万家窑、浅水河、卡拉扎3个火区块段，监测期限分为煤火燃烧期、煤火复燃风险期、煤火治理现状期3个阶段，利用单窗算法反演各阶段多期地表温度，采用离散度识别火区热异常，分析煤火空间分布格局演化过程，并对探测结果进行验证。结果表明，在2000年治理前，3个火区块段的热异常面积为467.82万m²,2004年第一轮灭火工程治理后，热异常面积大幅减少至29.34万m²;随后由于矿山违规开采，2018年热异常面积增加至712.74万m²,经过第二轮灭火工程治理，2021年的热异常面积减少至16.57万m²。经实地调查，排除烧变岩干扰影响，煤火治理现状期地表热异常与实地情况相符，浅水河火区块段仍然存在自燃现象，卡拉扎、万家窑火区块段的煤火自燃现象基本消除，治理区地表景观和生态环境大幅改善。