低温氧化环境下煤炭自燃特性与铁路煤炭运输防自燃对策研究

煤炭是新疆铁路运输的重点物资,其发运量占总发运量的70%左右。由于煤炭的自燃属性,使其在站场堆存、铁路运输的低温氧化环境下存在火灾隐患,威胁着煤炭铁路运输安全和生产秩序。为探究低温氧化环境对煤炭自燃特性的影响,选取新疆哈密地区动力煤为样本,通过实验方法,从微观指标阐述煤炭在低温氧化过程中的自燃机理、自燃特性和发火规律;通过实地调研,从宏观角度分析煤炭自燃的影响因素。根据综合分析,提出完善规章制度、审查检测报告、规范堆存管理、加强温度监测、试行自动测温技术和开展阻燃攻关等煤炭防自燃管理措施,为确保铁路“疆煤外运”安全提供借鉴。

对综放开放采空区煤炭自燃防治技术的研究

在当今社会经济快速发展的新形势下,煤炭作为重要能源仍旧占据着主导地位,随着开采过程中资源开采深度的增加,尤其是在各种复杂环境条件下,煤炭自燃等矿井灾害问题日益突出。煤炭自燃是煤矿开采过程中的一种严重安全隐患,特别是在综放开放采空区,由于空间大、通风条件差,煤炭自燃的风险更高,这也使综放开放采空区煤炭自燃成为代表性的问题,严重影响了采煤效率及矿井安全生产,因此开展针对此类问题的深入研究具有重要的现实意义。聚焦于综放开放采空区煤炭自燃问题,可有针对性地提出完整的应对方案,希望通过采用综防技术在根本上有效控制和预防井下自燃现象的发生,为矿业生产保驾护航。

煤炭自燃释放气体与煤温关系研究

针对煤炭自燃对矿山开采的威胁问题,对井田煤炭取样实验,分别检测煤温和煤自燃所释放气体的值并获得其相关关系。通过数据拟合与图像分析,得出释放气体的浓度将会极大地影响煤的自燃。基于实验数据与现象,判定在不同温度下煤自燃发生的可能性,从而为煤矿煤自燃预防起到启示作用。

基于云计算的煤炭自燃安全监测系统设计

针对传统检测系统存在监测不准确的问题,提出并设计了基于云计算的煤炭自燃安全监测系统。根据煤炭自燃的过程原理,给出具体的监测系统总体架构,为保证监测系统的稳定性,给出具体的监测流程,并以云平台拓扑结构为基础搭建了适合矿井环境的云平台结构,并进行了相关验证。实验以具体的数据为例进行了煤炭自燃浓度预警分析,该系统可以准确地监测出煤炭自燃过程中产生的CO,CO_(2),C_(2)H_(4),C_(2)H_(6),CH_(4)浓度情况,并得出准确的相关数据,本系统能够在提高煤炭自燃可靠性的同时,更好地为煤炭企业提供高水平的信息融合管理提供信息化的新思路。

RS-SVM模型在煤炭自燃监测与预警系统中的应用

煤炭自燃是煤矿灾害发生频率最高的一种,首先分析煤矿开采条件以及人为条件等多方面因素对煤炭自燃的影响,确定以煤层地质条件、开采条件、钻孔参数、标志气体这4类参数作为评价煤炭自燃的指标,构建煤炭自燃评价指标体系。基于煤炭自燃评价指标体系建立煤炭自燃预测决策表,通过遗传算法模块完成属性约简后,选用径向基核函数,进行SVM样本训练;最后对比RS-SVM,SVM,BP神经网络3种算法的预测结果,其中采用RS-SVM预测的准确率最高,且随着训练样本数量的增加,3种算法的准确率也随之增加。

煤炭自燃高分子乳液阻化剂制备与应用研究

研发起止时间:2018.1~2021.12完成单位:晋能控股集团有限公司、晋能控股煤业集团有限公司、山西大同大学,四川轻化工大学成果水平:国际先进1项目背景煤炭是我国的第一大能源,我国煤炭资源十分丰富,但煤层自燃火灾也十分严重。煤层自燃火灾不仅浪费资源、污染环境、恶化空气质量,还威胁到井下工人的生命安全。

三相泡沫防治采空区煤炭自燃研究

针对目前煤矿防灭火技术与材料存在的一些不足,研制了一种用于防治采空区煤炭自燃的三相泡沫材料.简要介绍了三相泡沫的制备流程和主要技术参数;建立了采空区煤炭自燃过程的化学动力学方程,根据对方程中C,O2反应的物质的量浓度,煤体温度T,采空区的孔隙率γ等参数的控制,研究了三相泡沫防治采空区煤炭自燃的机理.结合三相泡沫在大兴煤矿N2703综放工作面采空区防治高温火源点的实际应用情况,对比了注三相泡沫前后取样气体中CO,O2体积浓度以及采空区温度T的变化结果,有效地防治了煤炭自燃.应用结果表明三相泡沫防治采空区煤炭自燃的效果显著,是一种具有广阔应用前景的新型防灭火材料.

防止煤炭自燃的新型阻化剂研究

煤炭与橡胶（塑料）的氧化均为自由基链式反应．根据它们氧化机理的相似性，选择橡胶防老剂为煤炭氧化的阻化剂，研究了防老剂对义马耿村矿长焰煤的化学阻化作用．结果表明，防老剂对长焰煤的氧化有显著的阻化效能和优良的后期阻化作用。

以活化能的观点研究煤炭自燃机理

笔者对煤体的性质和结构进行了分析 ,简要地介绍了关于煤炭自燃机理的各种学说。目前有许多学者用不同的方法来研究煤炭的自燃机理 ,笔者从煤活化能的角度来研究煤炭的自燃。由氧化反应方程提出了活化能 ,根据活化分子运动理论解释了活化能的基本概念 ;并建立了相应的煤氧化反应的活化能方程 ,该方程直线部分的斜率 (E/R)可求出氧化反应的活化能。在煤炭自燃进程中 ,随着煤体温度的升高 ,活化能降低 ,氧化反应加速 ,大量的热量产生 ,如此循环 ,最终导致了煤的燃烧。

煤炭自燃微观结构变化的红外光谱分析

为了掌握煤炭自燃的微观机理,通过实验手段对几个矿区的原始煤样和氧化煤样进行了红外光谱分析,分析表明:在煤炭低温氧化过程中,芳烃和含氧官能团的含量随着温度的升高而增加,而脂肪烃的变化则不明显.因此,可以通过煤炭中芳烃和含氧官能团的含量来判断煤炭自然氧化的程度,为防止自然发火作出早期预报.

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。

煤炭自燃倾向性试验研究及指标气体优选

通过对新鲜煤样和氧化煤样的热解实验,研究萍乡矿业集团某煤矿煤自燃发火特性,测定实验煤样在不同热解温度下O2,N2,CO,CO2等及其他碳氢化合物的浓度,具体分析了O2,CO,CO2,CH4,C3H6浓度随温度变化特性。在实验和研究的基础上,结合指标气体选择的一般原则,讨论了用于萍乡矿业集团某煤矿预测、预报煤炭自燃发火的指标气体,对提高煤炭早期自燃预测、预报的准确度和防止矿井火灾有重要指导意义。

矿井煤炭自燃高温火源点区域的探测实践

对国内外煤炭自燃火源点区域的探测方法进行了较详细的分析， 并提出了适于井下煤炭自燃高温火源点（ ≤１００℃）

我国煤炭自燃影响因素分析

通过对影响煤炭自燃内在因素和外在因素的分析,得出含硫量、水分、煤化程度、煤岩组分、孔隙度等内部因素共同作用使煤具有自燃倾向性,煤中的活性结构被空气氧化,热量缓慢聚集造成了煤炭自燃;漏风强度、温度和地质因素等外部因素对煤炭自燃起促进作用。基于影响煤炭自燃内外因素的分析,采用层次分析法,计算得出了各影响因素对煤炭自燃的贡献程度。结果表明,内部因素(权重0.590 3)对煤炭自燃的影响高于外部因素(权重0.409 7)。含硫量对煤炭自燃的影响最大,权重值为0.260 2,其次为漏风强度、水分和温度,其他因素影响较小。

应用三相泡沫技术防治大倾角俯采综放工作面煤炭自燃

分析了大倾角俯采综放面采空区防治煤炭自燃的难点,介绍了新型防灭火材料—三相泡沫的组成及其利用黄泥(粉煤灰)的覆盖性、氮气的窒息性和水的吸热降温特性来进行综合防灭火的特点,分析了其良好的堆积性、挂壁性以及在大倾角俯采工作面的应用中不会发生溃浆的优点。介绍了灌注三相泡沫的工艺流程和主要技术参数,结合在N2703俯采综放工作面应用实践,对比了三相泡沫灌注前后取样气体中CO、O2浓度以及采空区温度的变化结果。现场应用表明三相泡沫防灭火技术性能优越,适用于防治大倾角、俯采综放工作面的煤炭自燃灾害。

煤炭自燃过程中耗氧速率与温度耦合研究

通过对采集煤样进行热解试验,用气相色谱仪测定了试验煤样在不同热解温度下氧气的含量,分析了氧气随温度变化规律,得出耗氧速率与温度的数量关系,用于判定煤炭自燃的阶段,为科学控制煤炭自燃、防止煤炭自燃的发生提供决策依据。

煤炭自燃及常用防灭火措施的阻燃机理分析

根据煤体的大分子结构形式，探讨了煤在破碎压裂过程中和低温氧化过程中活性自由基团的生成以及煤的自燃机理；分析了煤的变质程度、浮煤堆放蓄热环境和漏风供氧对煤炭自然氧化的活性自由基链式反应过程的影响；并将活性自由基链式反应理论用于解释黄泥灌浆、喷洒灌注阻化剂和注氮的阻燃机理．用实际观测的自然发火规律和成功的防灭火实例，验证了煤的活性自由基链式自然氧化反应理论的正确性，充分说明了各种防灭火措施的实施效果．

水分对煤炭自燃的影响

煤炭自燃是一个复杂的物理化学过程,煤的水分是影响氧化进程的重要因素。论述了水分在煤炭自燃初始阶段的催化作用和对煤炭自燃的抑制作用,研究了水分在煤炭自燃过程的物理化学机理,针对一些矿区煤炭自燃的实例对其水分的影响进行了分析。煤炭中水分对煤的氧化、蓄热和散热过程都有一定的影响,煤中水分对煤炭自燃到底是起阻化抑制作用,还是起催化触媒作用,应根据具体条件而论。

火力发电厂煤炭自燃现象分析及其防治措施

针对火力发电厂煤炭贮存时容易发生的自燃现象,从内因和外因两个方面分析了引起煤炭自燃的原因。根据发电厂煤场实际,提出了合理堆存、加强温度检测,以及采用阻化剂、水灰浆和煤粉浆覆盖等防止煤炭自燃的方法。

矿井煤炭自燃红外探测仪的选择及应用方法

文章从性能指标、环境和工作条件等方面对探测矿井煤炭自燃的红外测温仪的选择作了 详细的分析和研究,给出了选择方法;提出了红外测温仪的探测工艺及使用方法。