煤矿井下电气火灾智能监控与灭火技术综述

针对煤矿井下电气火灾特点,对煤矿井下电气火灾进行成因分析,从变电站电气监控系统、电气智能火灾巡检、气体灭火系统、细水雾灭火系统和新型微胶囊灭火技术等方面,对煤矿井下电气火灾智能监控与灭火技术研究现状进行综述,并提出未来煤矿井下电气火灾智能监控与灭火技术发展的研究方向。     

咪唑类离子液体处理煤热失重以及传热特性研究

离子液体作为新型阻化剂,溶解破坏煤中的活性结构从而抑制煤氧化反应进程,达到阻化煤自燃的效果。为了考察咪唑类离子液体对煤热失重以及热传递特性的影响,采集淮南矿区丁集1/3焦煤作为实验煤样,选取[EMIM][BF4],[BMIM][BF4],[BMIM][NO3]和[BMIM][I]对焦煤处理,并将未处理煤样作为对照组,开展热重-差热同步热分析实验和激光导热实验,得出咪唑类离子液体处理煤的热失重和热物性参数。结果表明:离子液体对煤的氧化热失重过程有明显的减弱作用,且不同离子液体的作用效果不同,效果最好的为[BMIM][BF4]。此外,差热结果显示离子液体处理煤的放热量均低于离子液体未处理煤,其中[BMIM][BF4]处理煤相比较于原煤,波峰温度提高28 ℃。煤样的热物性参数呈现出阶段性变化。30~210 ℃,随着温度的增加,煤样的热扩散系数逐渐降低,比热容和导热系数逐渐增大;210 ℃之后,煤样的热扩散系数逐渐上升,比热容趋于平稳,导热系数快速上升。在同一温度下,离子液体处理煤的热扩散系数以及导热系数均低于原煤,离子液体处理煤的比热容均高于原煤,其中[BMIM][BF4]处理煤的热扩散系数最小,比热容最大,导热系数最小。此外,[BMIM][BF4]处理煤热物性参数变化率最低,对温度的敏感性明显减弱,对煤热量传递抑制作用明显。结果可为煤火的防治提供一定的理论基础和现实依据。     

基于微色谱和正压输气技术的煤矿自燃火灾监测系统

随着矿井综放采煤强度的增加,煤自燃倾向性逐渐增大,针对现有煤矿自燃火灾束管色谱监测系统存在气体检测易失真、分析周期长、气样易污染等问题;在传统束管色谱系统基础上,结合微型气相色谱检测与数据网络传输等技术,研制了本安型井下微色谱和束管正压输气泵站,形成了基于微色谱和正压输气技术的煤矿自燃火灾监测系统,系统能够在2～3 min内同时分析出10种气体组分,相对标准偏差≤1.54%,相对精度达到1.0%,检测下限可达到1×10-6。基于微色谱和正压输气技术的煤矿自燃火灾监测系统,提高了煤矿自燃火灾监测系统的可靠性和稳定性,实现了煤自燃火灾的实时准确预测预报,保障了煤矿的安全生产。     

煤矿带式输送机运输火灾风险智能监测与早期预警技术研究进展

从方法原理、系统应用和技术特点等方面出发,系统地论述了近年来带式输送机运输火灾风险智能监测与早期预警技术的研究进展,主要包括巡检技术、分布式光纤测温技术、机器视觉技术、无线通信网络技术与数据驱动技术;探讨了各种监测与预警技术的优点及不足;围绕煤矿巷道现有监测手段及数字智能化发展热点,提出了矿井带式输送机运输火灾与早期预警的新型智能化监测预警体系：“大（大数据）智（智能化）移（移动互联网）云（云计算）”带式输送机火灾监测系统和多方法耦合、立体式、连续性监测体系等。     

矿井煤自燃灾害监测预警技术及发展趋势

以降低矿井火灾的发生率为目标,梳理了矿井煤自燃灾害现有监测预警技术的发展现状,总结了现有技术的局限性和不足,指出未来发展应注重先进监测技术的应用、预测技术准确性的提升、预警系统和智能化管理的发展等。针对矿井煤自燃灾害隐蔽性、持续性、扩散性和难以控制的特点,提出矿井煤自燃灾害监测预警技术未来发展方向：提升煤自然发火临界值确定方法的综合性,利用新兴设备和先进技术完善煤自然发火临界值的确定方法;针对矿井煤自燃复杂环境,可通过研究声波探测等新型先进技术手段,提高矿井煤自燃监测参数的全面性和精细化;推动矿井煤自燃监测预警技术的创新性和决策的智能化,利用数字孪生技术提供精准的模拟与预测能力、优化防控方案、提供培训和应急管理以及数据分析和决策支持等方面的帮助;聚焦矿井自燃灾害全面感知、精准预测与防控智能一体化建设,加强对矿井自燃灾害数据分析、灾前主动预警、灾后事故治理、火区自动封闭等技术的研究。