乌达煤田18#火区综合探测研究

乌达煤田18#火区是一个典型的煤层自燃区.本文试图通过采用遥感技术、同位素测氡法、地质雷达探测法、地表裂隙勘查法、地表浅层测温法、剥挖断面勘查测温法等综合监测方法,有效探测来自煤自燃过程中产生的热、温场,确定燃烧产生的高温区,判别出燃烧中心的相对分布位置和煤火燃烧扩散趋势,为指导矿区进行灭火工作提供了很好的指导.     

封闭式注氮防灭火技术的应用研究

为了解决客观因素导致长期停工的综采工作面发生煤炭自燃的防灭火问题,在金达煤矿10103工作面采用了封闭式注氮防灭火技术。通过技术应用研究,对矿井存在容易自燃、自燃煤层的采空区火区、长期停采工作面发生煤炭自燃的防灭火技术方案的制定提供借鉴,为矿井回采工作面的安全管理提供有力保障。     

基于指标气体和红外探测技术的整合矿井火区划分

针对资源整合矿井早期粗放式开采导致采空区大量留煤,易引起煤炭自燃问题,以北祖煤矿4+9煤层为研究对象,通过指标气体试验对火区燃烧情况进行研究并采用红外探测技术对巷道顶煤表面高温区域进行划分,结果表明:CO、C2H4和C2H6可以作为北祖煤矿4+9煤层自燃的指标气体,火区温度在80~110℃,且火区有自北向南扩展趋势。研究结果为打钻探测、堵漏等提供了参考。     

祁东煤矿6_135工作面火灾治理实践

分析了祁东煤矿6135工作面上邻近层煤炭自燃火灾事故。通过对火区发生区域及性质进行分析,采取了对火区封闭、均压,利用矿井瓦斯抽放钻孔及底抽巷施工防灭火钻孔,对火区注氮、注液态CO2及三相泡沫等综合防灭火技术,迅速有效地控制了工作面的自燃火灾,为企业挽救财产近千万元,给矿井火灾防治提供了经验。     

大面积煤田火区详细勘查方法

针对大面积煤田火区存在火区燃烧面积大、地表燃烧复杂等问题,以奇台将军戈壁煤田火区为例,采用资料收集与验证、红外探测、无人机测量、物探探测等综合方法开展煤田火区详细勘查,最后通过钻探对圈定火区进行校正。结果显示,这一综合详细勘查方法,能缩短详细勘查时间,保证勘查质量,准确地圈定火区的燃烧面积,可为大面积煤田火区燃烧范围的圈定提供借鉴。     

测氡探火技术在东山煤矿观家峪进风井火区治理中的应用

结合东山煤矿观家峪进风井火区治理工程应用实例,介绍测氡探火技术确定煤层自燃火源位置的基本原理、探测方法及数据处理过程等。该技术为制定自燃火区治理技术方案及措施提供了技术支持,给矿井防灭火工作提供了便利,具有广泛的应用前景,对治理煤矿自燃火灾具有重要的推广价值。     

煤自燃火区隔离工程采空区信息检测技术

针对房柱式采空区煤自燃火区隔离工程,需要对采空区煤柱分布、顶板垮落情况、火区燃烧范围、火势燃烧程度等信息进行检测,在对煤自燃火区隔离施工过程中,通过对采空区空间分布、温度和指标气体浓度等技术参数进行综合分析判断,为制定火区隔离工程技术措施提供科学依据并能够对火区隔离效果进行验证。     

煤田自燃年损失200亿元

作为一种自然现象,煤田自燃状况一直是个谜。然而我国研究人员利用遥感技术,不久前揭开了这个谜底。自燃在我国北方煤田普遍存在,煤田火区共有56处,分布在新疆、宁夏、内蒙古、甘肃、青海、陕西、山西7个省、自治区,火区燃烧面积累计达720ｋｍ2。每年直接损失的煤炭资源达1000万ｔ到1360万ｔ,间接损失的优质煤炭有2亿ｔ。据初步估算,煤田自燃每年至少造成200亿元的经济损失。煤田自燃是指在自然环境下,因为氧化聚热沿煤层露头引发的煤炭燃烧,煤田自燃不断向深部发展所形成的大面积煤田火区是人类面临的重大自然灾害。印度、美国、俄罗斯、印…     

红旗煤矿1510辅助系统注氮启封火区技术研究

采空区发生煤炭自燃不仅会威胁到工人的安全,还会引发瓦斯爆炸,造成严重后果。注氮防灭火技术作为煤层自燃防治手段之一,可以降低采空区内部氧气的浓度,缩小氧化带范围,降低事故率。本文对红旗煤矿1510辅助巷火区治理工作的成功经验进行总结分析,分析了氮气防灭火作用原理,通过分析1510辅助巷火区注氮方案,观测注氮后的数据,分析注氮前后火区的变化规律,从而得到一套安全可靠的同类型火区的注氮防灭火技术。     

高瓦斯不易自燃煤层瓦斯燃烧事故引火源分析

随着开采深度的增加,矿井老巷、老空区增多,高瓦斯不易自燃煤层瓦斯燃烧事故也随之增多,准确分析引火源是预防和处理此类事故的关键。引用矿压、煤自燃、采空区瓦斯流动、瓦斯燃烧等理论,以祁东矿6135工作面瓦斯燃烧事故为例进行分析,确立煤自燃是此次瓦斯燃烧事故的点火源;在准确分析引火源产生和火灾传递过程的基础上,制定了封闭火区治理方案并实施,火区得到快速治理。     

内蒙古乌达煤田火区相关裂隙研究

针对当前煤层自燃研究中的薄弱环节,以强化地质因素研究为切入点,选择内蒙古乌达石炭二叠系煤田为工作区,深入研究裂隙系统在煤田火区形成的点→线→面扩展演化动力学过程中所起的重要作用.从成因角度将与煤田火区相关的裂隙划分为构造裂隙、采动塌陷裂隙、燃烧裂隙等3种基本类型和5种复合类型.其中,构造裂隙对采动塌陷裂隙和燃烧裂隙具有控制作用,燃烧裂隙通常在构造裂隙和塌陷裂隙基础上发育,单独的燃烧裂隙少见.野外调查和高分辨遥感解译证实,乌达煤田火区分布在裂隙密度较大的区域,裂隙类型与火区类型具有良好的相关性.     

煤火灾害防治技术的研究与应用

对煤火类型进行了划分,并分析了其对应的特征。针对煤火形成的整个过程开展了煤火预测预报和危险区域判定技术、煤火探测技术的分析研究,对此提出了煤火的防控技术,主要有水、灌浆、黄土覆盖、剥离、膏体、氮气、三相泡沫、液态二氧化碳和胶体等。最后,提出了一种新型的胶体防灭火技术,通过典型的地面煤田火灾和井下煤层自燃火灾的现场实例应用,取得了良好的效果。     

新疆煤田火灾烟气流动与传热特性的研究

根据岩层控制理论,分析了新疆煤田火区上覆岩层因煤层燃烧产生空区导致的移动范围及其分布,根据火区不同区域裂隙发育、温度分布和烟气流动特性,将火区分为燃烧区Ⅰ、燃烧空区及垮落区Ⅱ和燃烧火区影响区Ⅲ,分析了火区烟气在不同区域随灭火工程动态演化的运移特点,建立了描述其流动特性的模型;初步尝试分析了火区的传热特性,并将其用于估算火区煤量的直接燃烧损失,提出了一种基于火区烟气流动和传热特性分析的煤燃烧损失量的计算方法.     

基于遥感技术的内蒙古乌达煤田火区碳排放计算

为了获得煤田火区的碳排放量,建立了计算煤田火区CO2排放通量法模型,其中,确定火区面积是该模型的关键基础参数。采用2011-01-24的ASTER L1B热红外遥感数据反演内蒙古乌达煤田火区的地表温度,提出基于梯度的自适应阈值法,以热红外图像梯度极值为阈值圈定火区范围,估算得到乌达煤田火区面积为239.6 hm2。利用排放通量法模型,依据遥感和其他手段获得的基础参数数据,计算了乌达煤田火区的碳排放量,结果显示乌达煤田火区每年的CO2碳排放量达37.9×104t。     

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。     

钻孔监测在乌达煤田火区治理中的应用

介绍了一种钻孔温度和标志性气体监测方法,可以获得煤田火区不同区域的燃烧状态信息,用于煤田火区治理效果评估。在乌达煤田Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅸ号火区布置测温钻孔1 296个进行为期1年的连续监测,采集及化验标志性CO气体气样1 296组;单孔完成测温24次,单组完成气体化验24次,完成地面调查79.962万m²。监测结果表明,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号火区内煤火均处于熄灭状态,仅Ⅸ号火区煤火尚未完全熄灭,但有熄灭趋势。该方法可广泛用于采取回填覆盖、灌浆填充方法治理的火区开展治理效果评价。     

高精度遥感在地下煤火探测中的应用研究

针对乌达矿区地下煤火的类型和特点,将火区地质模型(燃烧分带、燃烧系统、燃烧阶段等模型)认识与高精度遥感的优势相结合,通过燃烧裂隙、燃烧系统和采煤工作面等重点信息的提取,大幅度提高了煤火信息的获取水平和探测精度。     

乌达煤田煤层自燃内因分析与自燃类型划分

采用野外地质调查、测试分析和数据处理等综合手段，研究内蒙古乌达煤田煤层自然发火的内因条件，揭示了煤层自燃趋向性与煤层厚度、煤变质程度、灰分含量、发热量、硫含量、硫化物矿物以及有机显微组分含量等煤物质组成要素之间的关系.以煤测试统计分析数据的聚类分析结果为依据，从内因条件控制角度，将乌达煤田主要发火煤层划分为三大类：以高硫含量和富硫化物矿物为特征的高硫助燃类型；以煤层厚度大和低变质程度为特征的厚层氧化类型；过渡类型.     

煤田火灾无线监测方法的应用研究

在现有煤火灾害监测方法的基础上,结合煤田火区的特点,根据火区钻孔温度监测的实际需求,提出了无线自组网技术、移动通信技术、互联网技术与温度传感器相结合的监测方法,实现了煤田火区钻孔温度数据短距离采集与数据的远程传输,解决了目前煤田火灾远程监控的难题,现场应用表明系统通讯距离满足大规模煤田火灾的监测需求,可靠性高,能方便地实现煤田火灾监测的自动化和网络化。     

煤自燃高温贫氧氧化燃烧特性参数的实验研究

针对现有煤自燃特性参数测试装置的特点和不足,根据煤田火区高温、贫氧的燃烧特点,设计建造了XKGW-1型煤田火区燃烧特性参数测试实验装置。利用该实验装置模拟了煤田火区的燃烧过程,得到了煤样从常温到600 ℃高温过程中的宏观特性参数规律。实验结果表明,煤样可以在高温、贫氧浓度条件下,继续发生反应,放出大量的热量,维持火区的发展扩大。在火区发展演化的过程中,煤样的升温速率会因水分蒸发等原因出现减小的现象,但总体呈增大趋势;煤样的耗氧速度在50 ℃之前特别缓慢,之后迅速增大,氧浓度急剧减小,当煤温升高到约130 ℃左右,氧气浓度降低到3%以下,并持续缓慢降低;CO和CH4的产生量的变化规律相似,都随煤温的升高而升高,并且在110 ℃之前产生速率较慢,之后逐渐增大;CO2,C2H4,C2H6的产生量的变化规律相似,均随煤温的升高先增大后减小,但峰值点所对应的煤温有所不同。