煤炭自然發(fā)火危險(xiǎn)性新預(yù)測(cè)方法的研究與應(yīng)用-資料下載頁
2025-05-01 06:02本頁面
【正文】 燃。 煤炭開采實(shí)際發(fā)火期的確定 最短發(fā)火期的不科學(xué)性 開采實(shí)際發(fā)火期的確定 ? ? ? ?? ?? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ?2 2 2 2 2222222222222222000000lnxyxyc c c g g xyO O O O Ox y OxyOOOOOOK Q K QxyT T T T Tc q T c Q Qx y x ydC dC dC d C d CQ Q D D V Td dx dy dx dyCq T d q TCCV T d V TCdd a bd? ? ???????????????? ?? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ?? ??? ? ? ? ???????? ? ? ? ? ? ? ????? ?????????? ??? ?? ??????? 丁集礦 1262(1)綜采面開采 112煤層，煤平均厚度為，煤層傾角平均 3176。 ,采空區(qū)遺煤厚度約為~，工作面平均氣溫約為 29℃ ，原巖溫度 46℃ ，工作面傾斜寬 253m, 工作面風(fēng)量在 Q=45m3/s，回采率為90%，其它實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為： = kJ/(kg℃ ) ,= kJ/(kg℃ ), = w/（ m℃ ） ,= w/（ m℃ ）,=。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)用上述的模型，調(diào)用相應(yīng)的解算程序，可得實(shí)際發(fā)火期為 49d。 ? 由于采空區(qū)散熱帶與氧化帶兩者寬度為 100m，而工作面推進(jìn)速度 5m/d，因此采空區(qū)遺煤處于氧化帶內(nèi)的時(shí)間為20天， 因此，該工作面在正常回采過程中不會(huì)出現(xiàn)采空區(qū)遺煤自燃現(xiàn)象，但工作面推進(jìn)速度低于 2m/d時(shí)，必須采取注漿與控制漏風(fēng)等措施，并要加強(qiáng)上隅角指標(biāo)氣體濃度與趨勢(shì)的監(jiān)測(cè)工作。另外，工作面回采完支架必須在 1個(gè)半月內(nèi)撤完。 煤炭開采實(shí)際發(fā)火期的確定 1262(1)工作面采空區(qū)溫度場(chǎng)數(shù)值模擬 圖 219 1262(1)采面采空區(qū)遺煤網(wǎng)格劃分示意圖 1262(1)工作面采空區(qū)溫度場(chǎng)數(shù)值模擬 圖 222 采空區(qū)速度矢量圖 1262(1)工作面采空區(qū)溫度場(chǎng)數(shù)值模擬 圖 223 3天后采空區(qū)溫度場(chǎng) 圖 224 6天后采空區(qū)溫度場(chǎng) 圖 225 14天后采空區(qū)溫度場(chǎng)圖 1262(1)工作面采空區(qū)溫度場(chǎng)數(shù)值模擬 圖 226 采空區(qū)溫度等值線 圖 227 采空區(qū) X方向速度場(chǎng) 結(jié) 論 丁集礦 1262（ 1）工作面在風(fēng)量 Q=45m3/s、回采率為 95%、推進(jìn)速度 ，采空區(qū)遺煤最高氧化溫度分別為： 5天后約為 41℃ ， 10天后約為 46℃ ， 15天后約為 51℃ ， 49天后約為 59℃ ； 隨著回采推進(jìn)，采空區(qū)不斷被壓實(shí)，采空區(qū)的 最高溫度低于 60℃ ，這說明，在上述條件下進(jìn)行開采該區(qū)域的煤炭， 采空區(qū)遺煤自燃發(fā)火的概率很小，回采較為安全 。 總結(jié) 1) 借助熱分析儀器與化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論，研究了煤的低溫氧化過程，測(cè)定煤低溫氧化過程發(fā)熱量與溫度之間關(guān)系，提出判定煤炭自燃傾向性方法，并以煤的氧化動(dòng)力機(jī)理函數(shù)為核心方程，建立煤炭在實(shí)際開采過程中自然發(fā)火期計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)值解算方法，通過編制可求算出煤層在實(shí)際開采條件下的發(fā)火期值，建立了煤炭自然發(fā)火危險(xiǎn)性新的預(yù)測(cè)方法，為選擇安全經(jīng)濟(jì)的防滅火措施提供依據(jù)； 總結(jié) 2) 在國內(nèi)外權(quán)威性期刊 《 ARCHIVES OF MINING SCIENCE》 （波蘭）、 《 Fuel》《 煤炭學(xué)報(bào) 》 、 《 中國科技大學(xué)學(xué)報(bào) 》 、 《 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 》 、 《 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào) 》 等刊物上發(fā)表相關(guān)研究成果，發(fā)表論文被 SCI檢索 2篇，EI檢索的有 16篇，并由煤炭工業(yè)出版社出版 《煤炭氧化動(dòng)力學(xué)過程研究與應(yīng)用 》 專著一本，初步建立了煤氧化動(dòng)力學(xué)理論體系； 總結(jié) ? 3) 闡明了用某溫度點(diǎn)吸氧量表示煤自燃傾向性高低的不合理性。提出煤自燃傾向高低主要由煤上具有反應(yīng)活化能值的分子數(shù)及分子活化速率決定的，也即是煤結(jié)構(gòu)、煤變質(zhì)程度與礦物含量等煤本身固有因素決定，應(yīng)用煤的氧化效應(yīng)積累與趨勢(shì)指標(biāo)，如氧化過程的放熱量、吸氧速率等，而不能以點(diǎn)代面，用一個(gè)溫度點(diǎn)的吸氧量來反映整個(gè)氧化過程； 總結(jié) ? 4) 用孔容分形維數(shù)定量描述煤的孔隙發(fā)育程度與孔隙結(jié)構(gòu)隨溫度變化情況，并將煤結(jié)構(gòu)分形維數(shù)變化與煤的吸氧量聯(lián)系起來，發(fā)現(xiàn)煤溫100℃ 時(shí)，溫度增加煤的分形維數(shù)增加，煤的吸氧量減小；當(dāng)煤溫 ≥100℃ 時(shí)，煤溫增加煤的分形維數(shù)減小，吸氧量增大的規(guī)律，并從煤氧化動(dòng)力學(xué)理論角度給予合理解釋； 結(jié)論 ? 5) 采用 IS100型等溫吸附解析儀、利用梅特勒熱重 /差熱同步分析儀（ TGA/SDTA851）型熱分析儀以及紅外光譜等多種先進(jìn)儀器聯(lián)用，實(shí)測(cè)整個(gè)氧化過程中的多種信息，尤其是煤在不同氧化溫度下吸氧量的值與放熱量值，掌握了煤的吸氧量隨溫度的變化規(guī)律性，并用物理反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)理論給予合理的解釋； 結(jié)論 ? 6) 提出煤的實(shí)驗(yàn)最短發(fā)火期的概念，用小型絕熱氧化爐 +自動(dòng)檢測(cè)最佳供風(fēng)量儀，測(cè)出煤的實(shí)驗(yàn)最短發(fā)火期值，并指出實(shí)驗(yàn)最短發(fā)火期值是反應(yīng)煤氧化特性綜合指標(biāo)，也是評(píng)判煤炭自燃傾向性最好指標(biāo)之一； 總結(jié) ? 7) 指出利用“最短發(fā)火期”評(píng)判煤炭開采過程發(fā)火危險(xiǎn)程度的不合理性，提出了采用“煤炭開采過程實(shí)際發(fā)火期”預(yù)測(cè)采空區(qū)遺煤炭發(fā)火危險(xiǎn)程度的科學(xué)性，并建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型與求解方法，為多個(gè)礦井選擇經(jīng)濟(jì)合理的防滅火措施提供了科學(xué)依據(jù)，具有較高理論價(jià)值與實(shí)用價(jià)值； 結(jié)論 ? 8) 推導(dǎo)出了煤在不同氧化階段的動(dòng)力學(xué)機(jī)理函數(shù)，為人們從化學(xué)反應(yīng)角度認(rèn)識(shí)煤的自燃過程提供了理論指導(dǎo)； ? 9）煤炭低溫氧化研究部分成果，已成為新的煤炭自燃傾向性鑒定標(biāo)準(zhǔn)（ 《 煤自燃傾向性的氧化動(dòng)力學(xué)測(cè)定方法 》 ,AQ/T 10682022）的內(nèi)容；另外，一部研究成果已寫入安徽省 《 放頂煤開采標(biāo)準(zhǔn)與要求 》 防火條款； 結(jié)論 ? 10) 煤氧化動(dòng)力學(xué)過程研究的成果，目前已在上海大屯能源股份有限公司的 4對(duì)礦井與淮南礦業(yè)集團(tuán)大部分礦井中得到應(yīng)用，已完成研究項(xiàng)目 30多項(xiàng)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了采空區(qū)遺煤自燃情況，研究成果應(yīng)用的礦井都取得成功，取得了良好的安全效益與經(jīng)濟(jì)效益。 存在的問題 ? 1) 應(yīng)盡快將該研究成果在全國范圍內(nèi)的煤礦，尤其是發(fā)火嚴(yán)重的煤礦進(jìn)行推廣應(yīng)用； ? 2) 進(jìn)一步研究“煤炭自然發(fā)火危險(xiǎn)性新預(yù)測(cè)方法”中實(shí)驗(yàn)參數(shù)測(cè)定的規(guī)范化操作，盡可能形成相應(yīng)操作規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)； ? 3) 煤炭開采過程實(shí)際發(fā)火期計(jì)算軟件友好界面需進(jìn)一步開發(fā)，使操作更加簡單與規(guī)范。 謝 謝 ！
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