山西矿区煤自燃指标气体预测研究

通过煤自燃指标气体实验系统,对山西某矿煤层自燃过程中产生的气体种类,以及各气体出现与煤温度的对应关系进行了对比分析,结合指标气体选择的一般原则,确定山西煤矿工作面煤自燃指标气体的选择应以CO和C2H4为主,并辅助参考C2H2指标气体。准确选择煤自燃指标气体对提高煤炭早期自燃预测、预报,防止矿井火灾具有重要指导意义。     

同忻煤矿煤炭自燃预报体系的确立

大同煤田石炭二叠系煤层属特厚易自燃煤层,其中太原组3#～5#煤层经过火成岩入侵,煤层上部形成硅化煤,极易自燃。针对同忻煤矿一盘区的火灾预报问题,分析了该矿煤样的自然发火规律,利用热重法确定了该矿煤炭的自然发火温度,利用光谱分析分析了煤炭不同温度下的标志性气体,最终确立了该矿井以CO、C2H4为指标气体的二级自燃预报体系,建立了以束管监控为主要手段的煤炭自燃检测系统。     

煤层自燃指标气体的试验研究

利用煤层自燃程序升温实验装置，研究了煤炭自燃氧化特性及自燃升温过程中产生氧化气体和碳氢类气体随温度的变化规律，在此基础上确定了潞宁矿煤层自燃预报的指标气体。     

沙坪煤矿煤炭自燃早期预测预报技术研究

以沙坪煤矿10#煤层煤样为研究对象,根据国家相关标准进行煤样基础参数测试,建立煤层自燃预测预报技术体系基础数据。利用程序升温氧化实验考察煤样在不同温度下气体产物的生成变化规律,优选出各煤层煤样自燃发火标志气体,并确定煤自燃过程中耗氧速率、CO产生速率、CO2产生速率、临界温度、动力学参数,形成体系并指导现场煤炭自燃早期预测预报工作。     

煤层自然发火指标气体研究

为研究石港煤矿14#,15#煤层煤自燃进程的标志气体,在实验室开展煤氧化升温气体产物的测定实验,主要检测了煤样在氧化升温条件下各种气体组分的发生浓度,对产生气体量随温度的变化曲线进行了深入细致的研究。根据各种气体组分的发生量及最低检测温度,确定了石港煤矿14#,15#煤层的煤自燃预测预报标志气体和煤自燃标志气体生成量的拟合曲线,为该矿煤自燃火灾的预测预报提供了实验依据。     

唐家庄矿12煤层及其直接顶自燃机理研究

发生在唐家庄矿10225工作面12煤层及其直接顶的自然发火,结束了建矿70多年无自燃的历史.研究12煤层及其顶板的自燃属性和相互作用机理,确定煤炭自燃的标志气体及其预测预报方法,对矿井防煤自燃措施的制定与实施,具有重要的指导意义.     

唐家庄矿12煤层及其直接顶自然机理研究

发生在唐家庄矿10225工作面12煤层及其直接顶的自然发火，结束了建矿70多年无自燃的历史。研究12煤层及其顶板的自燃属性和相互作用机理，确定煤炭自燃的标志气体及其预测预报方法，对矿井防煤自燃措施的制定与实施，具有重要的指导意义。     

基于指标气体的煤自燃预报人工神经网络专家系统研究

煤层自燃温度与气体产物之间存在对应关系,据此可预报煤层自燃。但是,温度与气体产物之间的关系为非线性的,非常复杂,不能用简单的数学公式表达。用前向3层人工神经网络模型表征这一对应关系,并用大量实验数据对网络进行训练以获得神经元间的连接强度。据此建立了人工神经网络专家系统,可以根据现场监测的煤自燃指标气体等参数,判断煤自燃现状,并预测自燃发展趋势。实践表明,该神经网络专家系统能够较准确地预报煤层自燃。     

田陈煤矿北七采区煤层自燃标志性气体模拟试验与分析

煤炭自然发火早期预报是矿井防灭火工作的基础,由于直接测温判定法具有一定的局限性,因此可通过指标性气体来分析确定煤的自燃程度。以田陈煤矿煤样作为研究对象,利用煤炭自燃特性测试仪分别进行了恒温定风量、恒温变风量以及升温条件下的煤层氧化自燃模拟试验,并对试验结果进行了分析,最终确定了煤层自燃指标气体及其浓度标准,为该矿煤层自燃预测预报提供了理论基础。     

渝阳矿煤层自燃标志气体及临界值的研究

煤炭科学研究总院重庆研究院对渝阳煤矿送去的煤样进行了化验分析,得出M8煤层属Ⅱ类自燃煤层的结论,临界温度为180℃,对煤自然发火原因、机理进行了研究,找出煤层自然发火规律,确定煤层自燃标志气体及临界值;针对煤层的自燃特点,研究煤自燃预测预报技术,提高了煤自燃预测预报的准确率,并采取针对性措施防止煤层自燃.     

大南湖一矿采空区煤自燃预警气体指标研究

为解决大南湖一矿面临的较为严重的煤自燃风险问题,通过煤自燃标志性气体测试设备对大南湖一矿1307工作面煤样煤自燃过程中的标志性气体进行了分析研究,确定了煤自燃不同阶段的标志性气体及其生成规律,并确定了不同标志性气体的预警温度,相关研究为1307工作面煤自燃的科学预警奠定了基础。     

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。     

顾北煤矿煤自燃试验及早期多级预警技术

为了做好顾北煤矿煤自然发火防治工作,建立适用于顾北煤矿的煤自燃早期预警体系,提前分析顾北煤矿存在的煤自燃问题,以顾北煤矿13121工作面煤样为研究对象,进行煤自然发火试验,分析试验气体产物及各指标气体比值随温度变化规律,确定煤自燃指标气体及其临界值。试验结果表明,不同特征温度下对应的气体表征参数存在突然变化;结合试验数据分析得到CO、C₂H₄、C₂H₄/C₂H₆能够作为主要预测指标气体。最终结合煤自燃指标气体及临界值,提出适用于顾北煤矿的多预警级别的煤自燃分级预警指标体系,为煤自然发火预测预报提供了理论依据,对安全生产具有一定指导意义。     

Experimental simulation and numerical analysis of coal spontaneous combustion process at low temperature

The characteristic of coal spontaneous, combustion includes oxidative property and exothermic capacity. It can really simulate the process of coal spontaneous combustion to use the large-scale experimental unit loading coal ! 000 kg. According to the field change of gas concentration and coal temperature determined through experiment of coal self-ignite at low temperature stage, and on the basis of hydromechanics and heat-transfer theory, some parameters can be calculated at different low temperature stage, such as, oxygen consumption rate, heat liberation intensity. It offers a theoretic criterion for quantitatively analyzing characteristic of coal self-ignite and forecasting coal spontaneous combustion. According to coal exothermic capability and its thermal storage surroundings, thermal equilibrium is applied to deduce the computational method of limit parameter of coal self-ignite. It offers a quantitative theoretic criterion for coal self-ignite forecasting and preventing. According to the measurement and test of spontaneous combustion of Haibei coal, some token parameter of Haibei coal,spontaneous combustion is quantitatively analyzed, such as, spontaneous combustion period of coal, critical temperature, oxygen consumption rate, heat liberation intensity, and limit parameter of coal self-ignite.     

采用绝热式自燃测试方法分析煤的自燃倾向

对煤的自燃倾向进行快速有效鉴别,有助于对煤的自燃倾向采取分级分类管理从而有效防治煤矿火灾,因而采用绝热式自燃测试方法对煤的自燃倾向进行准确分析很有必要。简要介绍绝热式自燃测试方法的测试原理及其仪器结构,模拟煤炭自燃的物理过程,通过采用包括反应器、气体预热铜管和跟踪温度控制方式等综合绝热措施以实现300 g煤样的自然发火实验,记录煤样从40℃上升到70℃的升温速率(或前30 h的升温速率),测试煤样的自燃特性曲线并分析曲线特征。即建立煤绝热氧化产热速率计算模型,结合实验数据计算所得的煤在绝热氧化条件下的升温速率和产热速率可鉴定煤自燃倾向性的强弱。采用绝热式自燃测试方法对不同煤的自燃倾向分析后表明,无烟煤和部分烟煤的自燃倾向较低,褐煤的自燃倾向较高,故而在煤矿开采时需特别注意褐煤的自燃倾向。     

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。     

采煤工作面瓦斯燃烧发火原因分析

为研究祁东煤矿6135工作面瓦斯燃烧发火原因,以指导瓦斯燃烧事故的治理和预防工作,设计实验室自燃基础参数测试和现场的温度、气体监测实验,得到60、61煤层自燃特性和采空区内温度、气体情况。经分析结果表明:聚氨酯自热及高强度抽采漏风引起60煤体自燃为瓦斯燃烧引火源的可能性较小,6135机巷断层附近保留煤柱氧化自燃为工作面瓦斯燃烧事故的引火源。     

煤低温氧化活化能与温度关系实验

为了研究煤低温氧化升温过程中化学反应活化能的变化规律,利用煤自然发火实验测定了不同自燃倾向性堆积煤煤低温氧化活化能。测试结果表明,煤的自燃倾向性越强,氧化反应的活化能越低,煤样的活化能随温度的升高而升高。在低于70℃时,温度上升得比较平缓;当温度高于70℃时,由于氧化反应类型发生了变化,活化能迅速升高。通过测试70℃以下温度段的氧化反应活化能,可以较准确地判断煤自燃倾向性。     

复合胶体防灭火技术在治理小窑入侵中的应用

小窑入侵造成的煤体自燃,其治理存在如何有效降温、漏风控制、有效灭火等几个难点。复合胶体防灭火技术以其独特的固水、吸热降温、密封堵漏、阻化性等性能成为适用于小窑入侵造成的煤体自燃治理技术方法。现场的实际应用表明:该技术能够彻底地堵塞松散煤体内部空隙,实现了有效隔氧、降温和阻化等目的,为小窑入侵导致的煤体自燃治理开辟了一条新途径。     

煤矿采空区自然发火多参数监测系统研究

提出采用气体分析法和测温法相结合来监测煤自燃特征信息的方法,针对采空区煤自燃特征信息特点,研发了采空区无线自组网温度监测系统,并集成煤自燃束管监测系统和安全监控系统系统,构成可对矿井采空区不同位置指标气体和温度同时实时监测的新型煤矿采空区自然发火多参数监测系统。重点在监测方法、系统集成、关键单元的设计和监测方案等方面进行了研究,该系统的研究对于早期发现矿井采空区浮煤自燃隐患,判断自燃危险程度,确定自燃危险区域提供可靠依据。