矿井封闭火区内气体运移规律

根据气体传质理论，煤矿井下火区封闭后，火区内生O2和有害气体运移平衡系统破坏，造成封闭火区内的O2浓度减少和CO等有害气体的积聚。当火区内化学反应达到平衡后，封闭火区内有害气体浓度逐渐减小，该过程是以气体分子在多孔介质中扩散为主要运移形式的质量传递过程。分析O2、CO通过封闭墙和煤层等多孔介质的扩散机理，并推导了有效扩散系数的计算公式。由公式计算封闭火区内O2降低5％的时间to和封闭火区内CO下降到0．001％的时间t，综合考虑封闭火区内的温度，计算出火区从封闭到启封的参考时间。     

307盘区火区启封技术的研究与应用

煤峪口矿11、12#合并层307盘区8705下煤柱于2007年2月21日发生内因火灾后,由于直接灭火无法将火熄灭,被迫将全盘区整体封闭。火区封闭后,采取了地面注氮、灌浆、堵漏、均压等措施进行治理,经过近2年的治理及观察,火区内气体、温度等参数处于稳定状态。在确认307火区具备启封条件并经集团公司批准后,煤峪口矿于2009年4月～5月对307火区内11、12#合并层5702下巷、2702下巷实施了启封,启封307火区从2008年8月制定方案到2009年5月启封工作结束,共历时10个月。307火区的启封成功,既减少资源浪费、延长矿井开采寿命起到积极作用。     

浅析高瓦斯矿井密闭灭火及启封

通过河南地方永安煤业二，-11021采煤工作面火区密闭管理到密闭启封的方案制定、前期准备及最后安全启封的实例，介绍了高瓦斯矿井密闭灭火、高瓦斯火区启封防二次自燃及防瓦斯事故的成功经验，对高瓦斯矿井火区综合管理进行了有益的探索。     

高浓度瓦斯积存巷道贯通技术的研究与应用

火区启封中,能否在不破坏火区稳定状态的前提下,将火区内积存的高浓度瓦斯排放或降低到安全浓度值以下,是启封火区进行巷道贯通的关键。本文总结了煤峪口矿8702下工作面启封的成功经验,介绍了高浓度瓦斯积存巷道贯通时采用的隔绝瓦斯技术和措施。     

封闭顺序对煤矿火区气体分布规律的影响

为研究不同封闭顺序对煤矿火区内气体分布的影响规律,探索合理的封闭顺序及安全保障措施,降低封闭过程中的危险性,基于质量守恒定律,对封闭火区内气体体积分数变化规律进行理论分析,推导火区内气体体积分数变化的数学模型,确定动力学控制方程;对火区封闭前的燃烧状态进行危险性分析,利用数值模拟技术对不同封闭顺序封闭火区的过程进行数值计算。研究结果表明:以3种不同封闭顺序对火区进行密闭时,会使得流入火区内的空气流量下降,不同程度地引起火区内部瓦斯积聚;对于高瓦斯矿井,以"先进后回"顺序封闭火区时,火区内的负压会使得瓦斯进入火区,增大了火区内的爆炸危险性;以"先回后进"顺序封闭火区时,易引发矿井火区发生风流紊乱现象;"进回同时"顺序封闭火区能够短时间内切断供氧条件,爆炸危险性较低。在实际应用时,由于井下环境的复杂性,应根据矿井具体情况进行综合分析,正确地选择封闭顺序对火区进行密闭,加强对火区内气体的监测以及采取向火区内注入惰性气体等技术手段,实现煤矿火区的安全封闭。     

牛马司公司4228工作面火区启封后生产正常

曾因自燃起火封闭了3年多的牛马司公司铁箕山矿4228工作面，今年二季度启封后投入正常生产，至7月底止，从火区安全产煤已达2万多吨。[第一段]     

官地矿23509工作面火区灭火技术的应用实践

介绍了官地矿23509工作面应用综合灭火技术治理火区的经验，为处理火与瓦斯并存情况下安全成功地启封火区提供了良好的经验。     

基于事故原点理论的矿井火区处理防爆技术探讨

矿井火区处理是风险极高的一项工作,火区瓦斯爆炸是近年来导致煤矿重特大事故及矿山救援人员伤亡的主要因素之一。在分析火区瓦斯爆炸特点的基础上,对各类火区瓦斯爆炸的成因进行了深入分析,并应用事故原点理论,重点分析了火区封闭型爆炸原点的形成及转化条件。在此基础上,针对火区瓦斯爆炸风险,就如何安全、快速地处理火区,从通风系统控制、封闭位置选择、封闭顺序确定、施工组织等方面提出了对策措施。     

封闭火区评价方法探讨

讨论了确定封闭火区中煤温的指标以及用火灾特征曲线分析火灾发展趋势的方法,提出用"火灾特征曲线"对封闭火区中火灾的发展趋势作出总的分析,在此基础上再根据其他火灾指标进一步确定火灾状况的思路。     

易自燃综放工作面控风增压启封技术研究及应用

在煤矿有时会发生因为特殊原因而封闭工作面的情况,当工作面封闭以后,如果需要启封时,由于封闭区内积水、有毒有害气体、煤体自燃、巷道状况等的不确定性,启封时需要制定周密的方案和考虑各种不确定因素。耿村矿位于义马矿区西部三门峡市渑池县境内,开拓方式为斜井单水平上、下山开拓,开采水平+300m。针对该矿易自燃煤层高瓦斯矿井,我们主要研究控风增压启封技术。     

半无限大煤体瓦斯涌出时温度分布规律的研究

温度变化对瓦斯解吸和涌出的影响非常复杂,根据已有的开采煤层中瓦斯渗流运动特征及瓦斯流动传热理论的文献资料,建立起开采煤层瓦斯涌出时煤体温度分布的数学模型,得出半无限大煤体瓦斯涌出时温度分布规律,为进一步讨论瓦斯解吸及涌出与煤体摩擦产热而引起煤体内部温度的变化打下基础。     

移动床粉煤干馏炉一维数学模型的建立

以煤气-煤-循环灰三相传热机理和煤热解反应方程为依据,建立了以高温循环灰为热载体的移动床粉煤干馏炉的一维数学模型。根据不同的操作条件,分别对三相温度轴向分布规律和煤热解产物产率进行了模拟计算,微分方程组采用等步长的四阶Runge-Kutta数值积分方法进行求解。结果表明,煤颗粒在进入干馏炉后被快速加热,对于小粒径煤,升温速率可达600 K/min以上,煤粒径和灰/煤混合比分别对煤粒的升温速率和热解反应温度有显著的影响。     

煤自燃过程的动态数学模型及数值分析

通过煤自然发火实验和松散煤体粒度与氧化自燃性关系实验，推算出煤自燃过程中一些特性参数的计算公式．根据多孔介质流体力学、传质和传热学理论，建立了松散煤体漏风流流场、氧浓度场和温度场的数学模型．通过实验和理论分析，建立了松散煤体自然发火的三维动态数学模型，分析了模型边界条件的确定方法，并采用有限差分法对二维模型进行了数值求解．     

综放面巷道煤层自燃危险区域判定方法

根据大型煤自然发火实验测定的松散煤体放热强度，耗氧速率，粒度影响函数，研究了对流换热系数与巷道供风量的关系，结合现场实测的煤体温度，空气温度，巷道几何尺寸，供风量和松散煤体内氧浓度等参数，应用能量守恒原理，提出了巷道顶煤和松散煤柱自燃的极限参数计算方法，建立了巷道煤层自燃危险区域的判定条件及划分方法，给出了不自燃区域，可能自然区域，易燃区域和极易自燃区域的量化指标。     

煤田露头自燃的渗流-热动力耦合模型及应用

分析了煤田露头介质内气体渗流及露头自燃热动力系统特征,建立了煤田露头自燃渗流--热动力耦合模型,推导了煤自燃过程中挥发分计算式.对新疆某煤田自燃火区进行了数值模拟.结果表明:开采引发煤田露头自燃时,燃烧中心集中在顶板附近,燃烧沿顶板向露头方向蔓延较快;高温区域靠近顶板,燃烧区域以外岩石内温度梯度变化不明显;自燃生成气体主要集中于露头自燃点下风侧方向,上风侧方向只有很小范围内有自燃气体存在;高温区域分布与自燃气体渗流方位位置一致;自燃加速了气体在煤岩介质内的渗流,有助于自燃的发展.根据模拟结果对煤田火区治理时火源探测、治理及监测等相关措施进行了具体分析.     

用有限单元法研究回采工作面围岩散热

针对回采工作面围岩温度和围岩散热难以计算的问题,研究了动坐标下的导热微分方程以及该方程的有限单元求解方法和计算式,以ＦＯＲＴＲＡＮ语言编制了计算程序并进行了实例计算,实例证明,该方法可快速准确地计算回采工作面的围岩散热。     

增压流化床锅炉启动特性研究

分别在实验室规模常压模拟增压流化床燃烧室和15MW PFBC－CC联合循环中试电站60t/h蒸发量的PFBC锅炉上进行了增压流化床锅炉启动特性试验研究。试验了热烟气点燃流化床的煤种适应性;研究了加煤床温、加煤速率、埋管受热面积、静止床高、热烟气温度和烟气流量等参数对启动过程的影响规律,验证了为增压流化床锅炉特制的启动系统中带有气封结构的风室的可靠性,考察了增压流化床在深床运动中实施压火后,能再次热启动的条件及所需的燃油量和煤量的变化。在实验室规模装置上得到的较翔实和完整的结构设计参数和试验结果,已经成功地庆用于中试装置的启动运行。研究结果对大型常压和增压流化床锅炉的启动运动有积极的借鉴和指导意义。     

综放采空区抽放条件下自燃"三带"分布规律

主要从抽放条件下综放采空区的特点出发,对综放采空区抽放条件下的自燃危险区域进行划分。利用大型煤自然发火实验台,对铜川下石节煤样自燃特性参数(耗氧速度、放热强度和煤层最短自然发火期)进行了实验测定,为抽放条件下综放采空区渗流场的数学模拟提供了基础数据;建立了抽放条件下采空区渗流、氧化和扩散的数学模型,并利用数值模拟对该模型进行求解,得到了抽放条件下综放采空区内的氧浓度分布和漏风强度变化规律;利用数值模拟得到的氧浓度和漏风强度分布结果,结合自燃特性参数,对抽放条件下自燃"三带"进行划分,确定了综放工作面的极限推进速度,为高瓦斯矿井采空区早期自然发火预测及火区治理提供依据。