杜儿坪矿73803工作面注氮防灭火应用研究

针对杜儿坪矿73803综采工作面出现自燃发火预兆并有进一步发展扩大的趋势,提出了采空区注氮方式防火措施,并在该工作面进行了实际应用。结果表明,采取注氮防灭火措施后,各地点CO浓度均明显下降,防火效果显著。     

注氮治理火区技术研究

近年来,中国煤矿氮气防灭火技术有了较大的发展,无论是制氮装备还是注氮工艺均取得了较多的研究成果和防灭火实践经验,该项技术已成为矿井防灭火中不可缺少的手段。但是,就目前情况看,氮气防灭火系统的配套技术仍落后于综采、综放开采技术的发展,特别是注浆等防灭火方法很难适应综放工作面采空区三维空间大和漏风大的特点,致使矿井因火灾而封闭工作面的情况时有发生。为此,要加强氮气防灭火技术椎广,在应用技术方面改进和提高注氮工艺水平,加强与采煤工艺的互相配合,探索在不同条件下更好运用氮气防灭火技术,进一步提高采煤工作面的抗灾能力,减少事故发生。本文以同煤集团大斗沟矿81610工作面和同忻矿8101工作面自燃火灾和火区治理工作中的成功经验进行总结分析,以生产实践中的观测数据为依据,分析了注氮前后火区的变化规律,获得一套可靠、有效的同类火区注氮治理的技术。结果表明：注氮参数的确定是重点;间歇注氮防火成败的关键是要确定合理的防火注氮时机,并严格按此注氮时机汪氮;只有采取采空区深部注氮才能取得好的氮气防火效果。分析可知,合理的注氮措施的实施,对于安全生产的必要性和重要意义。     

采空区注氮技术

八矿位于平顶山市区东部．一九八一年投产设计生产能力300万吨／年。是个多煤层同时开采的严重突出矿井,回采的煤层共有四层：丁5．6、戊9．10、己15和己16．17,为二级自燃发火矿井．煤层自燃发火期4-6个月．煤尘爆炸指数25．63—36．19％．     

采煤工作面注氮防灭火技术初探

分析了宁武煤田4号、9号煤层自燃发火的原因,阐述了注氮防灭火技术的主要优点及具体实施方法和工艺,讨论了注氮防灭火技术效果。     

注氮技术在轻放面收尾期间防治自然发火的应用

林南仓矿业分公司综采工作面在收尾期间均不同程度的出现过采空区遗煤自燃发火征兆,且自燃发展迅速,对矿井安全生产形成了极大威胁;注氮防灭火工安全有效,是防治煤矿井下自然发火难题的有效手段。本文根据林南仓矿2216工作面收尾期间的条件,研究确定了注氮参数,有效的防治了该工作面收尾期间的自燃发火事故。     

采空区注氮参数设计及三维流场分析

为了合理设计采空区注氮防火方案,以南山矿18-5采空区为研究背景,利用FLUENT软件,结合含变渗透系数的Forchheimer运动方程,对具有抽放巷和注氮管的复杂采空区模型三维流场进行了数值分析。结果表明,大流量注氮在采空区浅部即可取得很好的氧气惰化效果,随着注氮管的深入,惰化效果逐渐降低;小流量注氮取得的惰化效果具有相反的变化趋势,即二者存在不同的最佳注氮位置;受抽放巷影响,模型回风侧存在氧气富集区,仅靠注氮无法对其有效稀释,应配合工作面长距离封堵,减弱高抽巷引起的漏风。依据研究结论和现场施工条件,设计了合理的防火方案,在注氮工作之前,应首先对采空区规模、通风条件和制氮设备能力进行预先评估。     

采空区非间隔性注氮防火效果及施工参数

为了考察采空区非间隔性注氮的防火效果及确定合理施工参数,根据质量、动量和组分守恒方程建立反映采空区气体体积分数变化的数学模型,利用FLUENT软件通过对该模型求解,对塔山矿自燃"三带"进行预测,并确定了最佳注氮位置和注氮量。研究结果表明:注氮位置应和氧化带保持一段距离,这样可以给氮气一定的预留空间充分破坏采空区内流场。在一定条件下,单纯靠提高注氮量的防火效果提升有限,需要配合其他措施实现综合防治。最后利用动网格技术比较了非间隔性注氮和传统循环注氮的注氮效果,结果显示采用传统注氮工艺由于注氮口位置在工作面推进过程中逐渐偏离设计位置导致注氮效果降低,研究结论从采空区防火的角度对非间隔性注氮的必要性进行论证。     

红庙矿综放面防灭火合理注氮参数

针对红庙矿五区5-2S综放工作面采空区防灭火合理注氮参数确定的问题,采用现场实测、实验室实验以及计算机模拟相结合的方法,数值模拟研究了不同注氮量、不同注氮位置、不同注氮时间对综放面采空区自燃"三带"分布的影响规律.结果表明:随注氮量的增加,采空区自燃氧化带的最大宽度逐渐减小,红庙矿五区5-2S综放工作面合理的注氮量应该为660～800 m3/h;合理的注氮位置为距工作面运顺侧采空区后方10～30 m;每天的累计注氮时间不超过15 h.红庙矿五区5-2S综放工作面在实际生产过程中采用了上述注氮参数,取得了很好的防灭火效果,有效地预防了采空区自燃的发生,保障了工作面的安全生产.本研究对煤矿防灭火具有一定的指导意义.     

采空区防火注氮过程的数值模拟与参数确定

为解决采空区防火问题，提出从采空区漏入风一侧顺流注氮，充分利用采空区漏风流向控制氮气的流向并控制漏风量的注氮思路。利用迎风有限元方法求解注氮时采空区风流移动渗流方程和氧气浓度变化过程的渗流-耗散-扩散方程。根据注氮与采空区流场流态及氧浓度分布规律，分析了注氮流量、注氮位置和时间的确定方法。     

注氮技术在回采工作面采空区内因火灾防治中的应用

为了防治煤矿回采工作面采空区自然发火,实现安全生产,本文通过对注氮原理分析,对回采工作面采空区注氮防灭火技术各项参数不断分析改进,取得了较好效果,并在开滦集团各矿井进行推广应用。     

带排油注氮灭火装置的自耦变压器的设计要点

在电气化铁路建设中,自耦变压器是电气化铁路AT供电方式的关键设备,随着电气化铁路的迅速发展,国内掀起了AT供电方式的高速铁路客运专线的建设的高潮,国内地质环境比较复杂,拥有大量的隧道,有一些AT变电所设置在隧道中是不可避免的(AT变电所指的是安装自耦变压器及其外围变电设备的场所,通常为约15~20km设置一座),能够运行于特殊环境的隧道内的自耦变压器研制已势在必行。隧道环境,空间相对狭小,出入不便,一旦起火,很难短期内作出反应,会造成事故扩大,造成其他设备如断路器或者变压器等烧毁甚至发生爆炸事件,造成人员伤亡和严重的经济损失。排油注氮灭火装置的使用,能防患于未然,对火灾的发生提前做出预判和反应,及时排出到达燃烧临界点的变压器油,注入阻燃的氮气,阻止事态扩大,保护现场设备安全。     

西五二挥发性油藏注氮和富气驱室内评价研究

选用柯428井分离器油气样按目前压力等于泡点压力进行配样,用柯233井的储层实际岩心进行了长岩心测试注氮气和烃类气评价,膨胀试验、细管试验及不同注入气对岩心驱替效率的影响研究。研究表明:注氮气比注烃类气更易使泡点升高,膨胀能力不如烃类气强;所选烃类气、氮气和原油在目前地层压力下均不能混相;岩心试验表明烃类气越富或注入压力越高均会明显影响注气后的最终驱油效率,同目前油藏衰竭式开采相比,注N2可提高驱油效率6.08%,注富气可提高18.8%~21.31%,表现出较强的注气潜力。     

采空区注氮防灭火参数研究

根据传热学和化学动力学理论,推导出采空区下限氧浓度和氧化带宽度的计算方法,并分析了煤自燃与氧浓度、氧化带宽度与漏风强度的关系.在此基础上,对采空区注氮后相关参数的变化规律进行了定量研究.根据理论推导,确定出防治采空区浮煤自燃的最佳注氮参数,为采空区注氮后自燃火灾的预测及防治提供了理论依据.参4.     

注氮在采空区的运移特征和数值模拟方法

本文运用渗流力学和扩散动力学理论,对注氮在采空区内运动、扩散特征和影响因素进行分析,提出了氮气在采空区运移和分布的数值模拟方法,并进行了计算和分析.     

采空区注氮防火中氮气运移规律的实验研究

本文根据相似理论,研制了某一综放开采采区三维空间注氮过程的物理模型,通过模型模拟实验结果,分析并得出了采空区三维空间氮气运移规律,最后通过实例分析,对上述结论进行了验证。     

塔山矿综采工作面综合防灭火技术研究

塔山矿在投产后,针对自身煤层厚（平均厚度17m）、自燃发火期短（最短自燃发火期64天）、产量大（最高月产达100万吨）、采空区遗煤多等特点,实施了以＂注氮为主、灌堵为辅＂的综合防火措施。本文通过对塔山矿综采工作面综合防灭火手段的分析研究,结合工作面＂三带＂分布状况和工作面CO变化规律,对各项措施的适用条件和实施效果进行了系统分析和总结。为工作面综合防灭火提供了有效依据,防止了采空区自燃,保障了特厚易燃煤层综放工作面的安全开采。     

注采生产诱导应力张量计算模型

考虑损伤的各向异性定义了张量型损伤变量,综合考虑温度-渗流-应力-损伤耦合对岩体的影响,求解应力平衡方程推导出损伤区注采生产诱导应力计算模型.根据热力学原理,求解岩石的热弹性物理方程得到弹性区注采生产诱导应力计算模型.模型中张量损伤变量从孔隙度变化的微细观角度描述了损伤特性,文中所揭示的规律为注采生产诱导应力计算找到了新的理论和方法,对生产有积极的指导意义.     

南海深水井下采注技术挑战与对策

南海油气资源储量丰富,开发过程中面临着油气田开发向着水更深、离岸更远、环境更复杂的方向发展。因采用水下采油树方式进行开采,钻完井成本高,为提高采油采气经济效益,单井的生产要达到采液量4000-8000m3/d,或采气量100×10_⁴-300×10_⁴ Nm_³/d ,还需要具有一定的举升和远输能力,满足水下井口压力20MPa以上。目前深水注采技术全部为国外公司垄断的“卡脖子”技术和工具,为提高我国深水油气田开发技术水平,实现深水油气田人工举升技术的跨越式发展,结合十余年来在中国海上油田注采技术攻关和实践,针对南海深水油田未来高产高效采油、采气、注水开发方面面临的挑战,提出开发拥护有自主知识产权的大排量深井电潜泵、高压注气阀、井下气体压缩机、智能控制开关等工具攻关方及深水人才队伍及实验能力建设等对策建议。     

某矿13煤首采面初采期间矿压显现规律研究

以某矿13煤首采面为工程背景,采用现场实测,高质量的数据处理分析,得到首采面直接顶初次垮落、老顶初次来压等初采期间矿压显现规律,为类似条件下工作面安全高效生产提供一定参考。     

用光学瓦斯检定器监测注氮采空区瓦斯浓度的探讨

针对采空区注氮防火工艺中的采空区瓦斯监测问题,提出在同时监测空采区Ｏ２,ＣＯ,ＣＯ２的条件下,使用光学瓦斯检定器测定采空瓦斯浓度,给出了瓦斯检定器读数的校正,通过对试验气样的分析结果与校正结果的对比,验证了该方法的正确性,表明校正结果完全能够满足注氮防火工程对采空区瓦斯监测的需要。