古城矿综采放顶煤采空区自然发火机理及早期预报技术研究

发布时间：2020-07-11 22:25

【摘要】：我国煤矿所开采煤层有75%属于容易自燃和自燃煤层,煤层自燃火灾给矿井带来巨大损失,甚至造成大量人员伤亡。因此针对自然发火的机理和特点,必须树立广义防灭火理念,构筑预测、预防、预报和火灾应急处理四位一体的预防体系。本次研究主要是针对山东省东山矿业有限责任公司古城煤矿的综采放顶煤自然发火规律及其预测预报技术进行了分析和研究,得出以下主要结论:(1)对采集的煤样进行自燃倾向性鉴定,鉴定结果为2108工作面煤样的吸氧量为0.78cm~3/g,属于I类自燃危险性,容易自然发火。(2)根据氧化升温实验结果,古城矿3#煤层可以选用CO作为自然发火指标气体,在高温可以辅以C_2H_4作为参考,一般出现C_2H_4时表明温度已达到燃点。(3)根据氧化升温实验结果,按照氧的绝热氧化模型计算出2108工作面最短自然发火期为36天。(4)将光纤光栅温度观测技术引入到煤矿井下的采空区温度观测中。根据采空区温度及气体浓度观测结果,划分出2108工作面采空区可能自燃带范围:进风侧深度大概45~130m;工作面深度中部在45~190 m左右;回风侧深度在30~100 m之间。(5)通过对综放采空区自然发火与地应力分布关系分析研究,得出综放采空区是否自燃与工作面的推进速度有直接关系。通过采空区气体和温度观测结果表明,工作面按照目前的生产条件(推进速度平均每天3m)和防火措施进行生产,采空区不会出现自然着火。研究成果为古城煤矿3#煤层工作面安全生产提供了科学保障,使古城煤矿防治煤层自然发火技术更有针对性和有效性,为古城煤矿的安全生产起到了技术保障作用。
【学位授予单位】：首都经济贸易大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD752.2
【图文】：

技术路线图,采空区,煤样,自然发火规律

首都经济贸易大学推进速度。究方法及技术路线古城矿的生产技术条件和煤层自然发火情况，首先取 3#煤层煤样进其自燃特征，包括煤的自燃倾向性鉴定、指标气体分析和煤最短按照煤样自燃特征的分析结果制定采空区自然发火的观测实验方测设备，进行采空区温度、地应力和气体成分与浓度监测。由观测试数据分析采空区的自然发火规律，制定防火及预测预报技术措施

新型工业,分析仪

的重要依据之一，是选用合理方法对煤进行储存、运输的重要依据，用鉴定结矿井煤自燃的危险性等级。按照我国现行煤自燃倾向性鉴定方法，要求进行煤析和真相对密度的测定，同时要求在 30℃条件下，根据煤的物理吸附氧量多少倾向性进行分类[54,55]。1 煤的工业分析煤的工业分析主要包括煤的水分、灰分、挥发分和固定碳四个分析项目指标的测测试采用 GB/T 212-2008 《煤的工业分析方法》、GB/T 211-2017《煤中全水分法》进行。1.1 测试设备长沙三德实业有限公司专业从事煤质分析仪器的研发、制造，由该公司生TGA5000 新型工业分析仪获得科技部“技术创新基金”支持，本次测试选用了古城矿的煤样进行了工业分析。测试设备如图 3.1 所示。

示意图,密度瓶,示意图

图 3.２密度瓶示意图骤精准到 0.0002g）空气干燥煤样（粒度小于 0.2mm），L 浸润剂用移液管注入密度瓶中，并将瓶颈上附着的放置使煤样充分浸透，5min 后沿瓶壁加入约 25mL 蒸浴中的密度瓶加热 20min，将吸附的气体排除。取出来，将新煮过的蒸馏水加入至水面低于瓶口约 1c±0.5℃的恒温器中 1h。却到 20℃的蒸馏水（新煮沸）用吸管沿瓶颈滴入密度水从瓶塞上的毛细管溢出。干密度瓶，并马上称出密度瓶加煤、水、浸润剂的质的测定：按上述方法，在不加煤样的情况下，直接测和 m。同一密度瓶重复测定的差值不得超过 0.0015g

【参考文献】