煤层自然发火指标气体的选择方法

煤层自燃是矿井防灭火工作的重点,通过对煤炭在不同的温度条件下,所检测到的气体进行分析,选取稳定性较高,能够代表特定温度的气体,作为该煤层的标志性气体,从而为准确掌握采空区内煤层自燃状况,采取科学决策提供重要依据。     

东山矿煤自燃特性实验研究

随着温度的升高,煤炭自燃将依次出现不同的气体.这些气体的出现及释放量基本能准确反映煤炭氧化自燃程度.在煤层程序升温实验装置基础上,结合煤自燃发火实验台模拟的结果,确定太原东山煤矿煤层自燃预报的指标气体及其对应的温度范围,为该矿煤自燃预测预报及防治提供可操作性的依据.     

孤岛综放工作面煤炭自燃标志性气体优选

利用氧化热解实验模拟装置针对新峪煤业公司5110孤岛综放工作面采空区煤样进行了研究,绘制了CO、CO2、C2H6、C2H4等气体浓度随温度的变化曲线。经过研究和分析,确定了CO和C2H4作为该矿采空区煤炭自燃的标志性气体预测指标,从而为掌握煤炭自燃规律和制定有效合理的煤炭自燃防治措施提供了依据。     

韩家湾煤矿213108综采面采空区煤自然发火“三带”研究

在易自燃煤层综采工作面开采中,采空区遗煤较多且因各种原因回采不及时,经常会造成煤自燃隐患,为了防止韩家湾煤矿综采工作面采空区煤自燃火灾的发生,通过布置束管的方式进行采样分析,研究采空区内部气体的变化规律。依据工作面实际情况进行数值模拟分析,基于采空区煤炭自燃理论,划分采空区煤自燃“三带”具体范围,为确定采空区注氮灌浆位置、计算采面极限安全推进速度、合理选择采空区煤自燃的预防和治理措施提供科学依据。     

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。     

煤炭自燃规律与综合防治技术研究

煤炭自燃是煤矿的主要灾害之一,掌握煤层自燃发火的规律,提出煤层自燃综合防治技术措施,对指导煤矿防灭火和安全生产具有重要意义。文章采用程序升温实验研究了实验矿井煤样的自燃特性,对自燃过程的特性参数进行测定,分析了其自燃预报指标气体;通过现场观测及分析,得到了采空区气体浓度的变化规律,进行了自燃"三带"的划分;提出了适合该矿的煤自燃早期预测预报技术;在此基础上,针对矿区为易自燃开采矿井的实际情况,提出综放开采防灭火技术方案和措施,成功的治理了矿井煤层自燃隐患,保障了矿井安全生产。     

煤炭自燃特性试验与应用研究

利用程序升温试验装置对新鲜煤样进行热解实验,测定了在不同温度下O2,CO,CO2及其他碳氢化合物的浓度,分析了气体浓度随温度的变化特性。讨论了预测、预报煤炭自燃发火的指标气体,得出了以CO作为核心指标气体,C2H4和C2H4/C2H6比值作为辅助指标气体的结论。以研究结果为依据,应用热电偶测温探头对7312-2采空区煤温进行实时监测并取得了很好的预测效果,可以比较准确地反映采空区煤炭自燃趋势。研究结果对提高煤炭早期自燃预测、预报的准确度和防止矿井火灾有重要指导意义。     

上湾煤矿近距离煤层开采自燃防灭火技术

针对近距离煤层群开采所面临的煤层易自燃的难题,以上湾煤矿三盘区12煤层和12上煤层为例,分析了当上覆12上煤层回采完毕后开采12煤层工作面时,采空区遗煤自燃危险因素。建立了自燃预测预报系统,根据煤炭自燃的条件,通过对其自燃机理的分析,制定了从设计源头、工作面回采初始至采终封闭全过程防灭火措施,确保了下覆12煤层的安全回采。     

7201综放面采空区煤炭自燃特征及其控制

7201工作面是龙固煤矿首采综放面，针对7201综放面煤层易自燃、回采过程中存在工作面过断层、工作面面长加大接面等影响正常回采速度煤层的现实条件，结合矿井的现实条件，在理论分析和实验研究基础上，确定了高温热源的位置，及时采取了均压通风、顶板走向长钻孔压注阻化液、设置隔漏风墙、气雾阻化及煤柱预注阻化液等综合防治煤炭自燃措施，有效抑制了工作面采空区煤炭自燃，实现了易自燃煤层综放安全开采。     

大倾角巷柱采煤面采空区煤炭自然规律

通过对拾屯煤矿1171工作面煤炭进行DSC-TG热分析实验、低温氧化实验、低温吸氧、导热性实验等试验分析及井下现场用柬管采样抽气测定采空区氧气等气体浓度和补偿导线测定采空区温度变化,确定了拾屯煤矿大倾角巷柱采煤面采空区煤炭自燃"三带"宽度、煤炭自燃预测预报指标、自燃防火期等煤炭自燃指标.     

工业燃气锅炉使用过程中煤炭使用量预测方法

为提升工业燃气锅炉使用过程中煤炭使用量预测的准确性与各种燃气锅炉的适用性,设计了一种工业燃气锅炉使用过程中煤炭使用量预测方法。工业燃气锅炉使用过程中,计算时间变化下焦化、烧结等工序实际用煤量的变化规律,构建工业燃气锅炉仿真模型,使用的仿真工具为Simulink。通过HP滤波法分解原始序列,以滤波序列为依据提取稳定成分,获取波动成分序列与长期趋势序列,解决样本末端问题。使用ARMA时间序列法实施工业燃气锅炉使用过程中煤炭使用量的建模预测,建模分为4步：第1步为序列分析,第2步为模型识别,第3步为参数估计,第4步为模型检验。通过实例分析实施设计方法的性能考察,对某钢铁企业的转炉、高炉以及焦炉分别进行煤炭使用量的预测实验。实验结果表明,高炉预测结果的整体平均绝对误差低于1.2%;焦炉预测结果的整体平均绝对误差低于0.7%;2种转炉煤炭使用量预测结果与实际结果的差异也较小,说明设计方法实用性很强。     

新扩散模型下温度对煤粒瓦斯动态扩散系数的影响

升温促进煤基质中瓦斯快速大幅解吸/扩散是热激励法增产瓦斯机理之一，其首要关键科学问题是探明温度对扩散系数的影响规律和影响机理。采用恒温与升温方法进行了3种不同条件下的扩散实验：（1）初始同压不同温吸附后恒温扩散；（2）同初始吸附量条件下（高温高压、低温低压吸附后）恒温扩散；（3）同初始温压吸附后的升温扩散实验。实验结果表明：实验（1），（2）中用单孔隙经典扩散模型计算的常扩散系数随温度升高呈现无规律的波动形态，经典模型无法解释这一现象。原因是经典模型不能精确描述全时段扩散过程，误差极大，继而发现了扩散系数随时间延长而衰减的特有现象。为此，提出了能精确描述全时扩散过程的动态扩散系数新模型。新模型分析表明，煤基质中多尺度非均质孔隙形态决定了多级孔隙扩散系数分布，进而导致了扩散系数随时间延长而衰减。新模型下动扩散系数随温度升高单调递增，符合阿雷尼乌斯关系，规律惟一，经典模型常扩散系数是新模型动态扩散系数的平均值。新模型涵盖了经典模型，前者是后者的推广。     

次氯酸钠水溶液对煤的氧化解聚试验研究

次氯酸钠水溶液对煤的氧化解聚可以改善煤的透气性，通过测定不同条件下次氯酸钠水溶液对高河煤的相对氧化率来研究次氯酸钠水溶液对高河煤的氧化解聚规律。实验分析发现:氧化率随反应时间的增加而增加；浓度在6%左右时氧化率较高，为适宜的反应浓度；温度在30 ℃左右时氧化率较高，为适宜的反应温度。     

省级区域多层级一体化国有地方煤矿监管模式优化研究

针对现有市属国有煤矿属地监管中出现的诸多问题，选取重庆市合川区市属国有煤矿属地监管为研究对象；首先，描述了合川区属地煤矿的区级、镇街级的监管机构、安全生产运行状况；其次，分析了当前监管中存在的问题和原因，查找监管薄弱环节以及当前地方政府及监管部门履行属地监管存在的关键问题；再次，提出了深入厘清国家监察和地方监管全责、分类别分层级监管、缓解基层监管人员心理压力、统筹开展综合监察等方面的具体解决措施。通过研究，旨在有效整合监管资源、建立网格化监管体系；完善监管制度设计，合理使用监管手段，优化设计属地监管模式；提升队伍业务能力，提高监管效能；推动市属国有煤矿区域一体化属地监管模式、主动稽查的新思路，进一步提高监管效能。     

青岗坪煤矿自然发火标志气体来源研究

为优化顶板含油煤层自然发火预测预报标志气体指标体系，采用现场取样和实验室检测方法研究了青岗坪煤矿采空区内气体的来源，确定了煤层原生气体和含油顶板气体的具体成分。研究结果表明:青岗坪煤矿42016工作面采空区内CO来源于采空区遗煤的低温氧化，煤层原生气体与油气成分中都含有C₂H₆，但都不含有C₂H₄、C₂H₂，烯烷比（C₂H₄/C₂H₆）与链烷比（C₃H₈/C₂H₆）均不适合作为判断青岗坪煤矿自然发火进程的指标。     

煤矿采空塌陷区危险性预测模型构建及其防治措施

采矿因素、地质因素等因素影响煤矿矿井采空塌陷区危险性预测结果,为了获取准确的煤矿采空塌陷区危险性预测结果,构建煤矿矿井采空塌陷区危险性预测模型。选取某省煤矿矿区作为研究区域,选取下沉系数与水平移动系数作为构建煤矿采空塌陷区危险性预测模型的参数,采用T-S模糊方法构建煤矿矿井采空塌陷区危险性预测模型,通过修正预测模型的模糊子集隶属函数更新预测模型,提升煤矿矿井采空塌陷区危险性预测精度。所构建模型输出煤矿矿井采空塌陷区危险性预测结果为中等,针对预测结果提出采用合理的采煤方式、合理避让、加强边坡监测3项煤矿矿井采空区塌陷防治措施,为煤矿矿井开采后防治采空区地面塌陷提供指导。     

基于层次分析法的采空区危险性评价体系构建

为了给采空区治理实施方案提供有力依据，在基于采空区调查和勘查成果的基础上，分析采空区隐患特点，并依据国家有关政策、法规等的要求，运用层次分析法构建采空区危险性评价体系，并对某县矿井采空区进行危险性评价分级，提出相对应的综合治理利用方案。基于对采空区灾害危险性影响因素的分析，构建了以总体系为基准的8个分体系，分别为:采空区积水危险性、采空区火灾危险性、采空区瓦斯及有毒有害气体涌出危险性、采空区漏风危险性、采空区顶板危险性、采空区地表沉陷危险性、采空区矿震危险性以及采空区地表水土流失危险性评价体系。并提出将各灾害以安全、较安全、较危险、危险4个等级的分级作为参考标准。根据构建的采空区灾害危险性评价总体系，对某县54座矿井采空区各类危险性进行了评价分级，提出了10种典型采空区综合治理利用方案。     

高强内支撑护孔管提高瓦斯抽采钻孔稳定性技术应用研究

我国松软高瓦斯煤层分布较广，井下钻孔抽采瓦斯是目前预防瓦斯灾害的主要措施，由于松软煤层煤体硬度低，抽采钻孔在成孔与抽采期间容易坍塌、变形，瓦斯流动通道被阻塞，使瓦斯抽采效率降低。通过理论分析、实验室测定和工程试验的方法，利用高强内支撑护孔管对提高瓦斯抽采钻孔稳定性进行研究。从护孔筛管的选型入手，分析了护孔筛管在钻孔内受力特性，对比了护孔筛管材料的基本力学性能:PPR管抗压缩变形能力更强，但抗拉伸与扭转剪切能力较差；PE管在基本力学实验中表现适中，PVC管则相对较差；新型内支撑管径向抗压能力比普通管提升了3倍多。通过不同支护方式及不同类型筛管支护现场工程试验表明:护孔筛管的筛孔直径8 mm、密度6个/m或8个/m较好；内支撑筛管支护、普通筛管支护瓦斯抽采纯量与裸孔对比分别提高1.05倍、0.58倍，且内支撑筛管支护抽采达标时间大幅度下降。     

平煤十三矿构造煤发育特点与分布规律

构造煤研究是开展瓦斯地质工作的重要内容，其对煤与瓦斯突出预测至关重要。采用煤壁观测和钻孔取心分析的方法，对平煤十三矿构造煤发育和分布特点进行梳理总结，构造煤具有2~3层软弱分层，层状、似层状分布，软煤类型以粉状和糜棱为主，主要受构造的落差、走向、断层性质控制。此外，构造煤发育程度和厚度还与倾角、褶皱、夹矸等多种地质因素有关。采用煤壁观测记录和钻孔取心方法对其进行调查研究，初步掌握了其特征和分布规律，为今后安全生产提供技术参考。     

矿井带式输送机胶带表面异物视频检测系统设计研究

由于煤矿输送带视觉场景噪声高、地下环境复杂，输送带图像的异物识别效率较高。针对煤矿带式输送机存在异物造成输送机损坏的问题，提出了基于SSD技术的带式输送机表面异物视频检测方法。采用深度可分卷积方法减少SSD算法中的参数数量和提高速度；采用GIOU函数计算式代替原始SSD中的位置损失函数，以提高检测精度；对特征映射的提取位置和识别框的比例进行优化，以提高检测精度。实验结果表明，改进算法优于原SSD算法，平均准确率从 87.1% 提高到90.2%，检测帧率从32帧提高到41帧。