基于同位素测氡的煤矿火区圈划方法对比研究

为确定基于同位素测氡的地下火区异常区域圈划的最优计算方法,首先,在分析3种常用区域数据处理方法(传统统计法、趋势面分析法及分形法)的原理基础上,应用这3种方法处理实际矿井地面的测氡数据;然后,利用3种方法圈划火区的结果,从强化弱异常的能力和异常下限的确定2方面对比分析3种方法的差异性;最后,通过选取代表性的钻孔,验证3种方法确定的异常区域。结果表明:传统统计法和分形法的氡异常下限分别为5982和7094 Bq/m^(3),趋势面分析法是通过正剩余分量确定异常区域的,没有具体的异常下限值;3种方法圈划的异常区域面积大小与强化弱异常能力的高低一致:趋势面分析法>分形法>传统统计法;通过对比钻孔验证的结果,确定以分形法所圈划的结果作为后期火区治理的依据。

惰气驱替不同粒径煤体中氧气的实验研究

为揭示不同惰气预防煤自燃的效果及阻燃规律,通过开展惰气等温动态驱替不同粒径煤体中氧气实验,分析了He,N 2,CO 2驱替出氧气浓度、驱替时间、驱替量及驱替速率等表征驱替过程的参数。实验结果表明:①惰气驱替出的氧气浓度变化可划分为3个阶段。首先,惰气驱替出的是气体检测仪内管路中的氧气,体积分数为21%左右;然后,惰气驱替出煤样罐中游离态和部分吸附态氧气,氧气浓度保持平稳;最后,惰气已经全部驱替出煤样罐中游离态氧气,氧气浓度呈负指数变化。②不同惰气驱替煤体中氧气的时间总体上随着粒径增大而下降;CO 2驱替氧气的总时间最长,He次之,N 2最短。③对于同一粒径,氧气驱替量呈现出明显的拐点,拐点出现前氧气驱替量基本上呈线性增加,拐点出现后氧气驱替量随时间增加缓慢增加并最终保持平稳;不同惰气作用下氧气累计驱替量均随着粒径增大而减少,CO 2对氧气的累计驱替量最大,He次之,N 2最小。④不同惰气作用下氧气驱替速率均呈先紊乱后稳定下降的特征,其中CO 2驱替氧气的速率紊乱阶段尤为明显;在氧气驱替速率稳定下降阶段,同一时间内氧气驱替速率随着粒径增大基本上呈减小趋势。

孤岛沿空掘进面综合防灭火技术应用

以口孜东矿121302工作面作为工程背景,通过对煤柱内和邻近采空区的CO、O2浓度及密闭墙压差观测的数据分析,合理选定了孤岛工作面的防灭火方案。在工作面掘进期间,对掘进工作面的小煤柱采取了分段施工防火观测孔、沿空侧煤柱喷浆注浆等措施,对邻近采空区采取了施工防火钻孔、密闭墙加固等措施,并建立注浆和注氮系统。结果表明:121302工作面机巷煤柱侧CO浓度得到有效控制;121301采空区内O2浓度降低到5%以下,密闭墙内外压差基本稳定。所采取的防灭火措施有效割裂了煤炭自燃的条件,为工作面快速掘进提供了安全保障,同时提高了矿井煤炭资源回收率及产量,对类似条件下的回采工作面预防煤层自然发火具有工程借鉴价值。

面向矸石山自燃的高聚物基纳米阻化材料研究及应用

目前,我国煤石的产出量约为原煤产量的10%~25%,煤矸石年排放量约为1.5亿吨。煤矸石是我国目前最大的工业固体废弃物,占全国总固体废弃物的20%以上,矿区煤矸石的处置主要是在矿井附近以研石山的形式露天堆放。大量的煤矸石长期露天堆放,不仅压占大量土地资源、污染地表和地下水源,而且研石自燃会释放出大量的SO_(2)、CO、H_(2)S等有毒有害气体,造成大气污染、破坏生态环境。同时,松散堆积的研石山还有可能诱发塌、滑坡、泥石流等地质灾害,威胁当地居民的财产和生命安全。