基于同位素测氡的煤矿火区圈划方法对比研究

为确定基于同位素测氡的地下火区异常区域圈划的最优计算方法,首先,在分析3种常用区域数据处理方法(传统统计法、趋势面分析法及分形法)的原理基础上,应用这3种方法处理实际矿井地面的测氡数据;然后,利用3种方法圈划火区的结果,从强化弱异常的能力和异常下限的确定2方面对比分析3种方法的差异性;最后,通过选取代表性的钻孔,验证3...     

不同火源位置对封闭火区气体分布的影响规律

为分析火源位置对封闭火区内气体分布的影响,采用FLUENT软件对不同火源位置情况下的气体分布进行了数值分析,并在此基础上分析了封闭火区发生瓦斯爆炸的危险性,以确定进风侧防火墙位置.结果表明:火源处在封闭火区内不同位置时,会对火区中的气体浓度和分布产生不同的影响.火源位置距离进风侧防火墙越近时,火区内甲烷的积聚量越少,且...     

双火源条件下的XPS火蔓延速率研究

为研究挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)双火源火焰迁移规律,在不同间距(0.5cm~8cm)的情况下,进行了竖直和水平方向的系列实验。研究发现:火蔓延速率和质量损失速率均随间距先上升后缓慢下降;在竖直方向实验中,火蔓延速率极值点右偏移于质量损失极值点。基于双火源条件下所得到的热解区传热系数,计算出火蔓延速率,进而分析火蔓延速率计算式中对流项和辐射项,得出火蔓延速率随间距的变化主要受控于传热系数。依据此结论解释了火蔓延速率和质量损失趋势相似但两者极值点偏移不同的原因。     

煤矿自燃火灾治理关键技术的研究与应用

介绍了使用同位素测氡法探测煤矿自燃火源位置的原理及应用效果。实践证明,该方法是解决煤矿自燃火灾治理难题的关键技术,由于投资少,精度高,软件处理直观可靠,它有重要推广价值     

“煤田火区多尺度探测及火区生态环境响应系统研究”成果鉴定会召开

2007年11月12日,国家安全生产监督管理总局规划科技司在北京主持召开了由中国安全生产科学研究院公共安全研究所与国家卫星气象中心共同完成的安全生产科技发展计划项目”煤田火区多尺度探测及火区生态环境响应系统研究”成果鉴定会。     

煤层自燃火区温度检测技术的研究与应用

在煤矿自燃火区的治理过程中 ,同位素测氡法探测煤层自燃火源精确位置是火区治理的关键技术 ,而火区温度信息的采集为灭火方案及灭火参数提供可靠依据。笔者介绍了综合利用火源位置精确探测技术与火区温度探测技术的方法 ,为煤矿火区的预测预报提供了可靠的手段 ,节省大量的防灭火资金 ,提高防灭火工作效率。     

煤田火区影响下工作面安全开采评估方法研究

为有效解决煤田火区对下覆工作面安全开采威胁程度的评估难题,基于多孔介质理论,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,建立了采空区与上覆煤田火区之间的三维几何模型,模拟了O2、CO和CO2浓度场分布,研究了煤田火区与工作面之间复合裂隙群中气体的流动规律,推导出火区下采煤工作面不受火区影响时的最小安全相对静压计算公式,提出了受限流场条件下的上覆煤田火区气体对工作面安全开采影响程度评估方法。运用该评估方法将煤田火区下工作面安全开采威胁程度划分为安全、一般安全和危险三个等级,并在神华乌海能源公司部分矿井得到成功应用,为煤田火区下工作面能否安全开采提供了科学理论依据。     

综合物探技术在老窑采空区火灾探测中的应用

为了查明新疆夏阔坦煤矿老窑采空区火灾情况和火区区域,采用自然电位法、磁法、高分辨率电阻率法和活性炭吸附测氡法四种物探方法综合勘探,综合分析物探探查结果,并结合地形地质测量、地表踏勘与测温、红外成像。结果表明:矿区浅部露头火区的面积约20000m2,火源深度约在0~30m之间;老窑采空区普遍发火,火源深度在30~100m之间;下5煤层露头烧变区与下5煤采空区沟通,是地表与老空区贯通的主要通道。综合物探分析结果为火区的治理提供了必要的参考依据,通过采取针对性的治理措施,实现了下10煤安全回采。     

国家自然科学基金“煤田火区自燃气体滞留机制及早期探测技术研究”(51874313)研究进展

煤田火区自燃气体滞留机制及早期探测技术研究,是中国矿业大学(北京)承担的国家自然科学基金项目。课题成果可为地下煤火自燃的早期识别、煤火治理与综合利用以及火区生态恢复提供重要的理论和实验基础。     

空区探测方法优选的ANP模型及其应用

目前矿山空区探测方法众多,但缺乏对其进行优化选择的分析模型。为了提高特定条件下空区探测方法选择的科学性、合理性,采用网络分析法(ANP)将决策问题分解成控制层和网络层。就这些层中的元素而言,用一种标度对人的主观判断进行客观量化后,对其实施定性、定量分析。综合考虑空区探测方法的技术、经济、人机设计及环境指标,构建空区探测方法综合评价体系,确定各判断准则间的相互影响关系,建立空区探测方法优选决策问题的ANP结构,借助Super Deci-sions软件计算参选方法基于各影响因素的综合优先权,从而确定适用于特定条件下的空区探测方法。结果表明,该模型能够随着工作环境的改变而计算影响因素优先权,使空区探测方法根据工作环境的改变而调整。     

煤矿井下隐蔽火源反演研究

煤矿井下由于煤炭自燃引发的火灾是煤矿生产过程中一大突出灾害,一旦发生火灾将严重影响煤矿的正常生产,这不仅威胁着井下人员的生命安全,还会给国家带来巨大的经济损失。由于矿井下隐蔽火源是引发火灾的重大因素之一,所以要更好的解决煤炭自燃而引发火灾的问题,重中之重就是对煤炭自燃隐蔽火源位置的确定。只有准确的确定了火源的位置,才能有的放矢地进行灭火。本文结合煤矿井下煤炭自燃发火的特点,建立数学模型,把煤矿井下隐蔽火源位置确定问题归纳为热传导方程的寻源反问题,利用离散正则化方法求解热传导方程,克服了反演问题的不适定性,并应用matlab进行了反演数值模拟,验证了利用离散正则化反演方法的实用性,为防火、灭火采取措施提供了依据,在理论上也具有一定的研究与应用价值。     

煤层露头自燃火灾演化规律数值模拟研究

为解决煤层露头自燃所引起的资源浪费和环境污染,以新疆台勒维丘克煤层露头为研究对象,采用数值模拟方法研究煤层露头在火风压、火风压及外部风压作用下的自燃演化规律,为治理火区和保护环境提供依据。研究表明:火风压作用下,风流最大流动速度0.729 m/s,火风压最大达到170.2 Pa;火风压与外部风压联合作用下,煤层露头动力系统是负压通风系统,在漏风速度为0.2 m/s时,研究5个典型位置的温度、氧浓度、速度及压力的变化规律;并分析孔隙率、漏风速度对煤层露头自燃火灾的影响,说明大孔隙和漏风供氧为火灾大规模发展提供有利条件。研究成果对治理火区及保护生态环境奠定坚实基础。     

矿井火区启封安全性分析及判别准则

矿井火区启封时火区状态判断失误会导致火区复燃或火区内瓦斯爆炸。为此,本文在分析矿井火区启封的安全性的基础上,从气体信息采集和火区燃烧状态的判断技术两方面,提出了相关准则。气体信息采集准则含气样代表火区状态真实性、提高气样代表火区大气状态的真实性、正确的气样采集方法十六项内容,主要论及钻孔取样、孔内测压、火区气体采样地点、倾斜巷道密闭取样、取样地点对气样准确度的影响、气样采集时间、采集钻孔封堵、混合气样分段采集方法、取样时间间隔、气样分析方式等。火区燃烧状态的判断技术准则含十二项内容,主要论及不同火区气体浓度条件和环境条件下正确判断火区燃烧状态技术。准则可为矿井火区治理中正确分析判断火区状态和启封条件提供参考。     

呼吸效应对矿井封闭火区氧浓度的影响分析

为避免因火区封闭导致重大安全事故发生,通过采集某矿井1 d内3个不同监测点的大气压力变化情况,建立大气压力波动模型并分析计算,同时建立火区内外压差100,750 Pa情形下的氧浓度模型进而获得火区内侧氧气浓度因呼吸效应,在不同压差、体积大小火区、风阻、瓦斯涌出量、封闭时刻等多因素耦合影响下随时间的变化规律,以评估火区危险性。研究结果表明:井下大气随地面大气周期波动,封闭火区内、外侧之间的气压差因外界大气波动呈现16 h的余弦波动和8 h的线性波动周期变化;密闭质量好的火区具有更好地抗干扰性,内侧氧浓度的降低主要依靠瓦斯稀释;密闭质量差的火区,内侧氧浓度易受到火区涌出瓦斯、外界涌入大气双重影响;火区氧浓度在2%~12%之间波动,以至火区存在发生瓦斯爆炸的可能性;火区内外压差较大时,氧浓度波动变化幅度更大,危险作用持续时间更长。结合火区氧浓度波动模型,可有效地对矿井火区采取安全的防范措施,避免瓦斯爆炸事故发生。     

大规模采空区煤炭自燃与防治关键技术研究

本文通过对大规模采空区产生煤炭自燃的时间、空间以及采场变化规律的研究,指出了集中开采等特大型煤矿或采掘工作面中,当前面临煤炭自燃的主要矛盾和问题,并指出了煤炭自燃是通过微生菌群提纯进化低燃点可燃物,最终形成电子运动引起煤炭自燃。本文进一步揭示了煤炭自燃的本质,并对自然界中的氧气、氮气、水的来源进行了新的研究和解释,并通过对自然界的宏观和微观现象认识了解了不同温度的产生体,同时介绍了根据上述原理发明的多电子导电材料灭火剂在煤矿现场的使用效果。     

煤矿火区快速封闭泄爆门研究

目前煤矿发生火灾事故后,火区封闭时间过长极易引发瓦斯爆炸等次生灾害,且煤矿现有的阻隔爆技术存在许多 不足,针对这些问题,研发一种用于煤矿火区的快速封闭泄爆门。通过对泄爆门的结构设计、封闭与泄爆机制及有益效 果等方面进行阐述,并采用流体力学FLUENT软件计算得出不同数量泄爆窗的泄爆门与监控泄爆门前截面的压力、速度之 间的变化情况。结果表明:6个泄爆窗比2个泄爆窗的封闭时间快1 200 ms,快速封闭时间节省了68.57%。随着泄爆窗的 增多,瓦斯爆炸冲击波压力和传播速度都大幅度降低。当煤矿发生火灾事故封闭火区时,快速封闭泄爆门不仅具有快速 密闭功能,也同时具有泄爆功能,为煤矿安全提供新的隔爆技术。     

基于模糊综合评价-集值统计法的煤矿外因火灾危险性分析

在煤矿火灾事故中,内因火灾的发生率远高于外因火灾,因此大多安全评价是针对煤矿内因火灾的评价,对于外因火灾的评价相对较少;但外因火灾造成的后果远高于内因火灾,做好外因火灾的安全评价同样重要。采用2级模糊综合评价与集值统计法相结合的模型对煤矿外因火灾进行评价,建立煤矿外因火灾的安全评价指标体系,采用集值统计法确定评价指标的权重,并对得出的权重进行可靠性分析,用加权平均模型确定外因火灾危险性总的相对隶属度,求出模糊特征向量,根据总得分确定外因火灾的危险性等级,并将其应用于实际,与传统的计算方法相对比。     

防治煤矿火灾的凝胶泡沫材料制备及其性能研究*

为解决纯水玻璃（WG）凝胶泡沫强度低、泡沫稳定性差易破碎,凝胶固水性差等问题。将保水剂和成膜剂引入WG凝胶泡沫中,对水玻璃凝胶泡沫进行优化设计,最终制备出保水性高、泡沫稳定性高、成膜性好的WG凝胶泡沫。研究结果表明:WG凝胶泡沫材料的最佳复配体系是发泡剂为十二烷基醇醚硫酸酯钠（AES）和十二烷基硫酸钠(SDS)按1∶2比例复配,浓度为0.8%,胶凝剂WG浓度为8%,交联剂NaHCO3浓度为2%,聚丙烯酰胺浓度为0.4%,成膜剂A浓度为1%,保水剂B浓度为0.3%;改性后WG凝胶泡沫具有更加紧密的网状结构,稳定性好,并且具有较好的成膜性,常温下半衰期达40 d;阻化实验表明,100 ℃此凝胶泡沫阻化率高达78.35%,能有效减缓煤的氧化放热速率抑制自燃;煤堆燃烧实验表明,改性后WG凝胶泡沫能有效抑制煤的燃烧,防止煤复燃。     

采空区隐蔽火源探测及声学法煤温感知新技术探讨

为精准判定采空区等地下隐蔽火区高温点的位置和范围,综述现有采空区煤自燃温度探测技术,重点总结和分析红外探测法、分布式光纤测温法、指标气体探测法、热电偶测温技术以及同位素测氡法等煤层测温手段的研究进展与技术瓶颈,着重研究声学法测温的技术原理及实现方式;结合分层建模和插值建模的优点,探讨声学测温技术在采空区松散煤体煤温反演...