煤样标志性气体的选择与自燃倾向性实验研究

本文结合某矿采空区的发火现状对标志性气体选择与煤样自燃倾向性进行了系统的实验研究,确定了CO、C2H4、C3H6、C3H8、C2H4／C2H6等气体在适当条件下可以作为该矿煤层自然发火的标志性气体,认定该矿煤层自燃倾向性属于Ⅱ类自燃煤层与Ⅲ类不易自燃煤层。本文的实验研究结果可以用于指导煤矿生产,减少采空区发火的次数和影响范围,降低由此而造成的人员伤亡、财产以及煤炭资源的损失。     

梁宝寺煤矿小煤样自燃升温指标气体的试验研究

利用自行设计的煤炭自燃热解实验装置,研究了不同供氧浓度下煤样升温氧化特性及自燃升温过程中产生氧化气体和碳氢类气体解吸涌出规律,并在此基础上确定了梁宝寺煤矿煤炭自燃预报的指标气体。实验结果表明：若研风流中检洲到C2H4气体,此时煤温可能达到或超过100℃左右,需采取有效的措施,进行灭火。     

徐庄煤矿8174采煤工作面煤自燃标志气体研究

本论文针对徐庄煤矿8174采煤工作面煤容易自燃特性,为减少和防止8174采煤工作面煤自燃火灾发生,对该工作面进行煤自燃标志气体分析,研究煤氧化过程中放出的气体成分及含量,分析气体成分及含量随煤温变化的规律,并优选出标志气体,建立各种标志气体含量与煤温的定量关系,以达到预测预报煤炭自然发火这一目的。     

煤炭自燃生成标志气体的红外光谱分析

针对煤自燃氧化过程中生成的生产物能够判断煤自燃的反应过程和机理以及在不同温度下生成的标志性气体可以判断煤自燃的严重程度的问题,采用红外光谱手段对神东矿区6个煤矿不同层位和不同工作面的12个煤样进行了研究。研究结果表明,煤氧化燃烧过程是分阶段进行的,分为失水阶段、氧化阶段、着火燃烧阶段。各阶段的标志气体不一样：失水阶段以H2O吸收峰为主、氧化阶段C2H4、CH4出现显现峰、着火燃烧阶段出现C2H4、CH4强峰。确定煤样在不同温度下生成标志气体的规律,对预测煤的自燃发火具有重要的理论和实际意义。     

煤层自燃发火指标气体的选择及预测预报应用

为了研究煤炭的氧化规律以及准确地对自燃发火情况进行预测预报,针对官地煤矿8煤层,采用煤氧化实验装置,对实验所析出气体的成分、生成先后顺序和生成量与温度之间存在的规律性进行了测试研究,并结合工作面的实际,进行预测预报。结果表明:8煤层利用CO增加趋势作为预测预报煤自燃发火的指标值,在CO存在的前提下,只要出现C_2H_4气体,即井下某区域发生了煤炭自燃,必须立即采取灭火措施。根据对采空区工作面的现场监测,得出采空区没有形成自燃发火区域。     

东欢坨煤矿自然发火标志气体的优化选择

通过实验室实验研究,综合分析选取的4个典型煤样的一氧化碳、乙烯、乙烷等气体的检出温度,对比指标气体优选原则,综合分析了东欢坨煤矿实验检出气体。实验表明,东欢坨矿一氧化碳出现的临界温度值为50℃,4个煤样基本上在110℃左右出现斜率变化增大的情况,并且该气体呈现单调递增趋势。因而,在50～350℃之间,选择一氧化碳作为预测预报煤炭自燃的标志气体是可行的。由于东欢坨煤矿煤层中赋存有CO,因此,在利用CO作为预报预测自燃发火标志气体和采空区密闭内取样分析时,可采用CO浓度差值法和ICO来消除环境因素和风量的影响。     

预报煤炭自燃的CO指标气体临界值研究

CO气体作为预报煤炭自燃的指标气体在煤矿中已被广泛使用,但有些矿井回采面上隅角始终存在CO气体,甚至超出矿业安全规定的临界指标,特别是在综采或综放工作面这一现象更明显,尽管采取多种防灭火措施,只能使CO气体涌出量减少而不能消除CO的产生,为了解其原因,在实验室做了不同煤种低温氧化实验,通过实验发现有些煤种在常温氧化条件...     

煤炭自燃指标气体实验化选与应用

本文介绍了为优选煤炭自然发火的指标气体而设计制作的试验系统结构及特点,提出了优选和应用指标气体的原则,在此基础上对平顶山高庄矿以及大屯矿区四个矿井的指标气体进行了优选。     

氡与自燃发火关系的研究

阐述了氡在介质中的运移规律，通过实验给出煤炭温升过程中氡的析出规律，并与传统的标志气体CO进行讨论，结果表明，氡作为一种新的标志气体不仅是可行的，而且更加可靠。     

佳瑞煤矿采空区煤炭自燃标志性气体实验研究

佳瑞矿15101工作面属于近距离煤层开采,采空区为松散煤岩混合体。实验室开展了14#、15#煤的程序升温实验,分析了煤自燃过程中各气体的生成量与温度之间变化规律。结果表明:两个煤层自燃生成的CO、C2H4、CH4等气体变化规律基本相同,C2H6气体变化规律差异明显。综合确定了佳瑞矿采空区煤炭自燃标志性气体指标为CO、C2H4及C2H2,为预防采空区煤炭自燃提供了依据,有效保障煤矿的安全高效生产。     

煤炭自燃预测预报技术及其应用

在论述各种煤炭自燃预测预报技术的基础上，根据大屯煤矿的实际情况，利用三维动态数学模型预测煤炭的自然发火期和高温区域，用CO和C2H4作为煤炭自燃预报的指标气体。     

基于粗糙集和支持向量机的采空区煤自燃火灾预报

考虑到采用标志气体分析法对煤自燃火灾预报时特征维数较高、特征之间存在冗余且样本有限,文中提出基于粗糙集和支持向量机的采空区煤自燃火灾预报方法。该方法首先采用粗糙集对原始样本去除冗余和特征维数约简得到多组候选特征子集,然后对获得的多组候选特征子集利用支持向量机进行分类和性能评价,选取分类性能最好的一组特征子集用于设计支持向量机分类器,并对采空区遗煤自燃状态进行预测分析。实验选择大同矿区煤样自然发火实验数据,与4种典型分类预测算法的进行比较分析,实验结果表明文中算法预测准确率更高,训练速度更快。粗糙集为煤自燃火灾预报中标志气体选择提供了一个理论依据和新的思路,而支持向量机则提高了煤自燃火灾预测的精度。     

煤自燃指标气体及极限参数实验研究

为了掌握王洼二矿煤自然发火特征,采用西科大XKIII型煤自然发火实验台对1.5t煤进行了煤自燃全过程模拟实验,测试出该矿开采煤样实验发火期为25天,掌握了自燃过程中温度的变化及对应气体的变化规律,测算了开采煤层煤样的最小浮煤厚度、下限氧浓度、上限漏风强度等极限参数,为该矿煤自燃灾害的预防提供了依据。     

基于粗糙集和聚类的采空区煤自燃火灾预报

采用标志气体分析法对煤自燃火灾预报时存在特征维数较高、特征之间存在冗余及人为划分温度段的不合理性等问题,文中提出基于粗糙集和聚类的采空区煤自燃火灾预报方法。即使用粗糙集对原始样本去除冗余和特征维数约简,再用聚类方法对约简后的特征进行聚类得到各温度段的特征中心,并使用模式识别的方法,确定出煤自燃标志气体特征其与温度段特征中心的相似性,从而实现采空区遗煤自燃状态的识别和早期预报。     

高韧性易燃特厚煤层巷道自燃监测预报技术

针对磁窑堡二矿自然发火期短且为高韧性特厚易自燃煤层,且综放面回风顺槽与多个旧巷贯通或相邻,使得巷道掘进及回采期间自燃危险性增大的特点,对巷道掘进期间实施了有效的防灭火措施方案,保障综放面安全顺利开采。     

自燃火灾发展阶段预测与控制实验

煤炭在不同氧化阶段会释放出不同的指标气体,与煤体温度有着良好的对应关系.由于良好的指标气体本身具备的单一性、规律性和灵敏性的特点,利用指标气体预报预测矿井自燃火灾近年来得到了较好的应用,大大提高了矿井防灭火工作的准确性.通过研究开滦矿区自然发火指标气体的产生规律,在实验的基础上提出了4项自燃火灾燃烧状态判定准则,同时可作为预报预测自然发火的辅助指标气体,与其它指标气体结合可提高自然发火预报的准确性,对矿井防灭火有重要的指导意义.     

矿井自燃发火计算机预报系统开发的实践

在对生产现场进行比较详细的调查、分析的基础上,提出了实现自燃发火计算机动态预测预报系统的功能目标和结构,进行了详细的系统设计,完成了系统程序编制和调试,并在龙东煤矿投入运行。     

硫化矿石堆自燃早期指标优选及预测方法

为研究硫化矿石自燃早期的氧化自热发展状况与规律,并寻求最优识别指标,对具有自燃倾向性的硫化矿石进行堆矿试验.试验结果表明,在矿石氧化自热的孕育期、发展期和邻近自燃期-氧浓度会有所减少,总体在17%～18%间波动,不能识别氧化所处的阶段:只有在临近自燃期才能测出SO2,同样不能作为自燃早期的征兆;矿堆温度的变化,明显反映了矿石堆氧化、自热至自燃这一过程,适宜作为早期预测矿石自燃的指标.应用指数曲线法建立了预测硫化矿石堆温度的数学模型.计算结果表明,预测模型准确、直观地反映了硫化矿石氧化自热的孕育期、发展期和邻近自燃期3个阶段,对矿石堆自燃火灾的早期预防有重要的理论价值和实践意义.     

煤自燃指标气体分析与分级预警

煤自然发火严重制约矿井安全生产。为实现煤自然发火危险性精准预测预报,采用程序升温试验系统测试分析了沙曲一号煤矿不同粒径煤样各种气体产物及其浓度变化规律,进一步引入随机森林集成学习方法建立了煤自然发火危险性分级预警模型,并通过大佛寺煤矿自然发火试验进行了验证分析。结果表明：粒径越小,煤氧接触面积越大,煤氧反应越激烈,气体产物浓度越大;C₂H₆气体属于煤体赋存气体,在试验初始阶段就出现了,但C₂H₄气体在温度升高至120℃左右才出现,是煤氧化裂解的产物,可以作为沙曲一号煤矿自然发火指标气体;基于随机森林建立的煤自然发火危险性分级预警模型训练样本预测准确率达到100%,在默认参数条件下,测试样本预测准确率高达96.7%,通过自然发火试验数据验证分析得到测试集预测准确率为98.9%,变量重要度评估结果为CO和C₂H₄气体对煤自然发火危险性影响最大,这与现场实际情况吻合。随机森林用于处理煤自然发火危险性与气体产物之间的复杂非线性关系十分理想,适合于煤自然发火危险性预...     

煤炭自燃的模糊分类与识别

本文基于模糊数学理论对煤炭自燃概念提出了统一而科学的定义及分类方法。在此基础上给出了在氧化热量全部消耗在保温增高的条件下．煤温Ｔ与煤的发火前的时间ｔ关系的热平衡方程及利用标志气体判别自燃程度的数学模型与识别方法．