复采煤层孔隙结构变化及自燃特性研究

为了研究复采煤层的自燃发火规律,采用程序升温实验与低温液氮吸附实验,对复采与原生煤样的孔隙结构和自燃特性进行实验研究。研究表明,由于复采煤样前期的开采破坏,复采煤样的微孔以及小孔所占百分比增大4.395%,比表面积是原生煤样的1.48倍。复采与原生煤样均出现滞后现象,但在相同压力时,复采煤样剩余吸附量与吸附量之差要大于原生煤样,复采煤样最大吸附量也要多于原生煤样。此外,复采煤样也拥有更多墨水瓶孔,最终导致复采煤样吸附氧的能力要大于原生煤样,氧化反应更加剧烈,更易自燃发火。宏观表现为复采煤样产生的CO浓度以及耗氧速率均高于原生煤样。     

煤自燃预测预报多参数指标体系研究

煤自燃是一个复杂氧化过程,要经历不同的氧化阶段,且同一煤矿不同煤层煤样具有不同的自燃氧化特性,故应建立相应的预测指标体系。从开滦集团东欢坨矿5煤层、7煤层、8煤层、9煤层、11煤层和12煤层采集煤样,利用程序升温-气相色谱联用实验,分析了各煤样自燃氧化过程中各指标气体随温度的变化规律,依据升温氧化实验数据,将煤自燃过程划分为初期氧化、缓慢自热、临界加速和热解裂变4个阶段,优选出各煤层煤自燃不同阶段适用的预测指标。结合各自燃阶段的温度范围得出了预测指标的对应范围,并运用灰色关联分析法确定了各煤层煤自燃不同阶段指标预报优先级,最终建立了东欢坨矿各煤层煤自燃预测预报多参数指标综合体系且设计了全矿井煤自燃预报指示方案。该体系及方案的设立提高了东欢坨矿煤自燃预测预报结果的准确性,同时可为其他煤矿防灭火工作提供一定的理论指导和方法参考。