基于能位测定与SF_6示踪气体联合检测复杂采空区漏风

针对煤矿井下采空区的复杂漏风关系,应用能位测定法与示踪检测技术联合检测了孔庄煤矿井下采空区的漏风情况。通过测试计算相对总压值得出工作面采空区周围巷道漏风源和漏风汇之间的能位关系,进而定性确定了孔庄煤矿7353E\8353W工作面采空区存在的可能漏风路径。在此基础上,利用瞬时释放示踪气体法确定了孔庄煤矿7353E\8353W工作面采空区的漏风方向和漏风速度。     

煤自然发火过程中的放热特性实验研究

根据煤氧复合理论,煤自燃是由于煤和氧接触发生氧化反应放出热量引起煤温度升高达到煤的自燃点而发生的。故煤的氧化放热特性反应了煤自燃能力的强弱。为测定煤的放热能力大小本文设计了煤的氧化升温实验,并采集薛村煤矿2#煤层、4#煤层、6#煤层三组煤样进行了实验研究。实验中对低温条件下不同温度时煤样对氧气的消耗速率、CO的生成速率及CO2的生成速率进行了测定,并根据其测量值对煤样的放热强度进行了计算,绘制放热强度与温度关系的散点图。然后运用回归分析方法,分析了煤氧化升温过程中放热强度与温度的关系。在低温阶段临界温度前后煤的放热强度与温度都呈线性关系。在临界温度之前煤的放热强度较低,而达到临界温度后煤的放热强度会急剧增加。研究结果对煤自然发火的防治具有重要意义。     

潞宁煤矿2号煤层瓦斯赋存规律研究

瓦斯赋存规律反映了煤层内瓦斯含量的分布和特点,掌握该规律对矿井瓦斯的科学预测和防治有着非常积极的意义。本文根据潞宁煤矿2号煤层地勘时期的瓦斯参数和多年来矿方或科研院所井下实际测定瓦斯参数,绘制了井田内煤层瓦斯含量的等值线图。从瓦斯分布来看,2号煤层瓦斯含量由四周向井田中部的向斜轴部逐渐增大,整个井田瓦斯含量总体呈现四周低中部高,最大瓦斯含量地点出现在二三采区和二四采区之间区域。从瓦斯含量与煤层埋深的关系来看瓦斯含量随埋深的增加而增加,预测2号煤的最大瓦斯含量为4.15 m~3/t,瓦斯风化带的埋深为298 m。研究结果给潞宁煤矿深部开拓开采的瓦斯防治工作提供了可靠依据,也对邻近矿井的瓦斯治理有一定的借鉴作用。     

基于分形理论的采空区遗煤孔隙率研究

自燃是煤矿的主要灾害,采空区自燃直接影响到回采工作面的生产,甚至能够造成严重的恶性事故。遗煤的存在是造成采空区自燃的根源,采空区内遗煤属于颗粒堆积型多孔介质范畴。由于遗煤颗粒形状相似但粒径大小差别巨大,具有分形特征。本文基于分形理论建立了采空区遗煤的粒径质量分布分形维数模型,并从实际的采空区内取煤样进行筛分对粒径分布特征进行了分析,通过分析计算得出六合煤矿和阜生煤矿的分形维数分别为2.2596和2.0554。分析影响煤自燃的孔隙主要是外部孔隙,对筛分出来的不同粒径的煤进行了外部孔隙率的测定,结合粒径分布的分形维数,对采空区遗煤的孔隙率进行了分析。通过研究粒径分布分形维数来分析采空区内的孔隙率分布,为采空区内孔隙率的研究提供了一个新思路。     

基于DSC的煤自燃倾向性研究

由于目前煤自燃倾向性鉴定方法的局限性,本文尝试引入差分扫描量热法(DSC),对低温阶段煤的氧化特性进行研究。通过对不同煤样不同粒径下的DSC实验,并根据DSC动力学法中的Kissinger法对煤低温氧化的表观活化能进行计算,发现煤的粒径越小,表观活化能越小,则自燃倾向性越大。同时,通过DSC动力学法得到的煤低温氧化活化能与实际自然发火周期对比,其呈现的趋势一致。因此基于DSC动力法对煤自燃倾向性的研究有一定的理论与实际意义。     

基于活化能的煤自燃倾向性鉴定方法探讨

对国内外主要煤自燃倾向性鉴定方法进行了分析和评价,重点对我国现行的煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法和煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法的特点进行了总结、分析,指出了各种方法存在的不足。提出了以表观活化能E作为煤自然倾向性鉴定指标的可行性,分析了表观活化能计算方法的研究现状和特点,提出了基于表观活化能的DSC动力学鉴定方法的新设想,对于补充和完善我国煤自燃倾向性鉴定方法具有借鉴意义。     

煤矿百万吨死亡率预测方法对比研究

为了能更好地掌握煤矿安全生产状况及其发展规律,本文分别运用灰色系统理论GM(1,1)模型、残差GM(1,1)模型、Holt线性趋势模型和ARIMA(0,2,1)模型对我国2000年至2017年的煤矿百万吨死亡率数据进行分析建模,比较了四种预测方法的误差大小。通过模型的拟合结果与实际结果的对比发现,灰色系统理论的残差GM(1,1)模型预测的相对误差较小,精度较高。运用该模型对我国2018年和2019年的煤矿百万吨死亡率进行了预测,结果为0.048和0.02。该结果对我国制定煤矿安全生产宏观政策具有一定的指导意义。