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.     

汝箕沟煤田火区裂隙介质分形渗流探析

煤田火区是复杂裂隙介质,更是热、流、固耦合的复杂动力系统,目前煤田火区裂隙介质渗流尚未有完整的理论。利用扫描电镜成像观察汝箕沟煤田火区裂隙介质微观结构,分析了作为流动通道的裂隙特征。用分形渗流的思想来研究这一复杂动力系统。论证了汝箕沟煤田火区裂隙介质具有分形特性,用量规法计算了裂缝的迂曲分维,并建立了火区煤样单一裂隙的分形渗流模型。     

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.     

煤田火区煤体裂隙演化过程中温-压耦合模型研究

为了明确煤体裂隙演化过程中温-压耦合作用机理及裂隙产生本质,分析了温度、压力、温-压耦合作用对煤体破裂的影响,将损伤理论和破裂准则相结合,建立煤体裂隙演化的温-压耦合模型,从理论和数学关系上进行了说明,指出了煤体在温-压耦合下先损伤后遵循破裂准则表现的本质。     

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。     

煤田火区环境效应分析

煤层自燃形成的煤田火区是煤矿区重要灾害之一,中国北方大规模的煤层自燃,不仅直接烧毁宝贵的煤炭资源,危及矿井安全生产,而且还带来一系列环境问题,对我国煤炭工业可持续发展构成严峻挑战。本文结合实际,从地质、大气、水、土壤、生态和人类健康影响等方面,对煤田火区的环境效应进行了系统分析,提出了煤火环境治理的建议。     

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...     

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.     

阜康气煤一号井煤田火区治理技术

针对阜康气煤一号井煤田火灾的实际情况,分析了该火区的特点。通过露头火源和隐蔽火源探测,得出了探测范围内存在6处火源;采用打钻注浆注胶等方法,着重治理了5#、6#火区。通过综合治理,5#、6#火区内地表塌陷得到了有效充填,形成水柱和冒青烟的现象得到了有效控制,煤田灭火达到了预期效果。     

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.     

汝箕沟煤田火区遥感动态监测应用研究

介绍了首次选用高分辨率IKONOS卫星图像和航空高光谱图像为信息源,针对汝箕沟煤田火区地形复杂、地面裂隙发育等特点,充分发挥遥感技术宏观、快速、准确的特点,在火区定量监测方法方面取得了新的突破。     

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。     

高分辨和瞬变电磁法在煤田火区环境地质灾害治理中的应用

火区下部空区和燃烧中心区的勘探在煤田火区环境治理过程中十分重要,常规的勘探方法难以解决.利用高分辨和瞬变电磁法相结合的方法可以有效解决这一技术问题,确保灭火施工安全和高效.     

煤田火区自然地物热红外发射率光谱测量及其特征

利用傅里叶变换红外光谱仪对新疆水西沟煤田火区自然地物进行发射率光谱测量,采用平滑光谱迭代法对温度和发射率进行分离反演,得到精确的地物温度和发射率,对7种典型自然地物热红外发射率光谱特征进行分析,并选择ASTER影像5个热红外波段进行数据模拟。结果表明：① 波长在8～13 μm,地物热红外发射率光谱特征存在明显差异,尤其是在8.5～10.0,11.3和12～13 μm处,可作为识别不同地物的特征波段;② 发射率光谱在ASTER影像5个热红外波段变化趋势呈现明显区别,在遥感影像对火区地物信息的提取研究中具有实际应用价值;③ 得到的地物发射率为火区地表温度的反演提供了精确的参数,可以提高温度反演的精度。     

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。     

探测煤田自燃火区方法综述

简要介绍目前用于煤田自然火区探测的几种主要方法及其适用范围，并对其优缺点与发展方向进行探讨。     

基于遥感技术的乌达煤田火区变化监测

采用遥感反演、自然间隔点分割与空间叠加分析等技术手段,提取1989、2001、2005年的乌达煤田火区范围,分析煤田火区的空间分布格局、空间演变态势、变化速度与变化趋势。研究结果表明：1989-2005年乌达煤田火区面积增加了9810 万m2,每年新增约613万m2,年增加率为248%,乌达煤田南部的A(12、13与14号)火区面积在逐渐减少,其他火区的面积在逐渐增加,并向四周扩散蔓延形成新的燃烧带。     

大面积煤田露头火区范围的圈划研究

科学地圈划出煤田露头火区的燃烧范围,是提出更加合理可靠的煤田露头火区防治措施的指导依据。在分析煤田露头火区引起地表沉陷机理与范围的基础上,进一步研究了火区上覆岩层的岩性、煤层的倾角、煤层燃烧深度、煤层燃烧厚度、燃烧煤层数量等因素对火区塌陷范围的影响。提出了依据煤田露头火区燃烧三要素,分别从岩层移动、通风系统和火区热源3方面来分析确定煤田露头火区燃烧范围的方法。     

基于测汞法探测煤田火区原理及应用

煤田火区的精准探测是目前煤田火区探测的发展方向,从传热传质学角度详细阐述了汞迁移机理,建立了半无限大介质和温度影响下汞的迁移方程。介绍了RA-915测汞仪的原理,并使用该仪器在五虎山煤矿10号火区进行了现场测试,对10号火区汞浓度进行了数值模拟,确定了汞浓度异常区域。测汞法为煤田火区探测开发了一种新的方法,可以指导煤田火区探测,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。