东庞矿2#煤层自燃指标性气体及防灭火技术研究

发布时间：2017-04-27 07:17

  本文关键词：东庞矿2#煤层自燃指标性气体及防灭火技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤层自燃不仅破坏煤炭资源、恶化环境,还给煤矿工人的人身安全和矿井安全生产带来极大的危害。我国煤炭的90%是井下开采,井下作业有许多不安全的因素,五大灾害时刻都威胁着安全生产。其中矿井火灾,已经成为煤矿重大自然灾害之一。井下煤层自燃不仅会损失大量的宝贵煤炭资源,还会产生大量的有毒有害气体,例如:CO、CO2、SO2、NO2等气体,其中以CO最为严重。河北省东庞矿2#煤层在2013年发生工作面采空区煤层自燃和抽放钻孔中CO超标的事故。在治理采空区煤层自燃时,采用实验室煤层自然标志性气体实验和灌注惰性气体相结合的方法有效的控制了火区;在处理抽放钻孔中一氧化碳(CO)超标的问题上,采用布置观测钻孔对比法来判断一氧化碳的主要来源。虽然事故得到了有效的控制,但是给煤矿造成了较大的经济损失。针对此次事故为了更加有效的预警预防煤层自燃和找出2#煤层CO来源问题,采用现场实测、调研、理论分析、计算机数值模拟和工程法等多种综合研究方法,对东庞矿2#煤层自燃和CO超标等问题进行了系统的分析研究,得到主要结论如下:(1)实验室2#煤层指标性气体研究,得到了适合本煤层的指标性气体:CO、C2H4、C3H8、C2H2等气体。在处理采空区煤层自燃的时候,首先取样检测采空区气体成分,利用指标性气体判断采空区遗煤的氧化程度,然后利用灌注惰性气体的方法来控制煤层自燃,在灌注一定时间后,进行抽样检测,对比指标性气体判断火区治理效果。利用这种方法有效的控制了2#煤层采空区煤层自燃事故。(2)通过理论分析得出,抽放钻孔中的一氧化碳的来源主要有三个方面:①来自于外界(由于爆破、火灾等产生的);②煤体由于受到震动影响发生破碎,使得一氧化碳解吸出来;③钻孔附近的煤自身氧化形成的。现场采用打三个不同位置的观测钻孔,对比钻孔不同位置(15米、30米和45米)的一氧化碳浓度变化,找到了一氧化碳超标的原因,为安全生产排除隐患。
【关键词】：一氧化碳 2#煤层 煤层自燃 指标性气体 工程法 观测钻孔
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 国内外关于煤自燃的学说12-13
• 1.2.2 国内外关于煤自燃研究与探测实践13-14
• 1.2.3 关于CO形成的学说14-15
• 1.2.4 影响煤吸附能力研究15-17
• 1.2.5 防灭火方法17-18
• 1.3 研究内容、方法及技术路线18-19
• 1.3.1 研究内容18
• 1.3.2 研究方法18
• 1.3.3 技术路线18-19
• 1.4 本章小结19-20
• 第2章 东庞矿矿井概况20-32
• 2.1 井田概况20-21
• 2.2 含煤地层及煤层、煤质21-23
• 2.2.1 含煤地层21
• 2.2.2 煤层和煤质21-23
• 2.3 井田地质构造特征23-30
• 2.3.1 井田地质构造的区划特征23-27
• 2.3.2 主要断裂构造分布27-30
• 2.4 对井田地质构造特征的总结30-32
• 第3章 2#煤层自燃指标性气体研究32-46
• 3.1 煤自燃机理32-34
• 3.1.1 煤自燃倾向性的内因32-33
• 3.1.2 煤自燃倾向性的外因33-34
• 3.2 煤层自燃特性的测试34-38
• 3.2.1 物理和化学成分指标34
• 3.2.2 2#煤层煤样采集34-35
• 3.2.3 实验室测试35-36
• 3.2.4 实验室测试数据36-38
• 3.3 2#煤层煤样采集38-42
• 3.3.1 CO和CO_2 气体的产生规律39-40
• 3.3.2 烷烯烃气体产生规律40-41
• 3.3.3 链烷比和烯烷比变化规律41-42
• 3.4 指标性气体分析42-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第4章 现场工程法分析CO超标原因及来源46-60
• 4.1 一氧化碳的形成及赋存46
• 4.2 东庞矿CO超标原因分析46-47
• 4.3 现场工程法47-55
• 4.3.1 实验原理47-48
• 4.3.2 实验方案48-55
• 4.4 实验数据分析55-58
• 4.4.1 15m处一氧化碳浓度和温度曲线55-56
• 4.4.2 30m处一氧化碳浓度和钻孔内温度曲线56-57
• 4.4.3 45m处一氧化碳浓度和钻孔内温度曲线57-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第5章 利用惰性气体治理火区60-66
• 5.1 二氧化碳灭火理论60-61
• 5.1.1 利用二氧化碳灭火优点60
• 5.1.2 二氧化碳性质60-61
• 5.2 二氧化碳防灭火61-64
• 5.2.1 二氧化碳防灭火机理61
• 5.2.2 灌注方式61
• 5.2.3 设备选择及工作原理61-62
• 5.2.4 工作面灌注布置62-63
• 5.2.5 防灭火效果检验及分析63-64
• 5.3 本章小结64-66
• 结论66-68
• 主要结论66
• 创新点66-67
• 展望与设想67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 作者简介73
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 高绪晨,张炳,羡法;煤层工业分析、吸附等温线和含气量的测井解释[J];测井技术;1999年02期

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本文编号：330178