深冷惰气浆液防灭火实验研究

为有效防治煤矿自燃火灾隐患,针对现有惰气防灭火技术降温效果差、输送工艺复杂等不足,开展深冷惰气浆液防灭火技术研究,自主设计了深冷惰气浆液制备及升温松散煤体降温实验系统,得到不同压注流量下实验箱中不同测点温度变化情况和CO和O_(2)体积分数变化情况。结果表明:在LN2提供低温冷源的作用下,LCO_(2)(液态CO_(2))在管道传输过程中与LN_(2)(液氮)混合,以固液气三相形式注入实验箱,迅速发生相变,有序结构受得破坏,吸收大量热量,箱体中空气和煤体温度迅速下降,大流量注入时防灭火性能更佳。通过对比单独注入LN_(2)和LCO_(2)时防灭火效果,得出惰气浆液防灭火技术兼具LN_(2)和LCO_(2)防灭火优点,降温降氧效果显著,防灭火效果优于LN_(2)和LCO_(2)。

磁异常划分煤岩火区机理及应用

为研究高温烘烤过后煤岩混合物的磁性变化规律,对磁法探测技术在火区范围探测提供指导,利用磁化率测定系统测定了纳林庙煤和岩石不同比例混合后煤岩混合样的磁化率,通过研究温度、粒径、磁场强度和煤岩比对样品磁化率的影响。结果表明:在常温~600℃整体范围内烘烤形成的烧变煤岩混合样的磁化率整体上随温度增高而增大,随外界磁感应强度变大而减小。烘烤温度小于400℃时,样品粒径越小磁化率越大;通过X射线衍射实验分析了高温烘烤对煤岩混合样成份与结构的影响,表明高温烘烤的过程中,赤铁矿和黄铁矿含量增加是引起磁化率升高的主要原因。最后,采用GEM系统公司的GSM-19T型质子磁力仪对纳林庙煤矿二号井重点区域进行了火区探测,圈定磁异常范围,在磁异常区域通过钻孔测温进行验证。

鄂尔多斯煤田火区磁异常随深度变化规律研究

通过对鄂尔多斯煤岩在常温下和升温过程中磁化率变化规律的对比,发现煤岩随温度的升高,磁化率也随之升高,通过X-射线衍射仪对加热前后煤岩的成分对比分析发现引起这种变化规律的主要原因是煤岩在升温过程中其铁磁性矿物成分在发生变化;以此做为引起煤田火区磁异常变化的依据,根据经典点的引力位场和磁位场的理论,以煤层火区为判定典型物理模型,利用泊松公式法根据引力位和磁位之间的泊松关系推导出长方体引力位的二阶导数,积分得到煤田火区磁异常正演关系式,利用Matlab对其进行计算仿真出煤层火区模型的磁异常特征。结果表明:随着埋深的增大,目标体表现出来的磁场强度的极值在不断地减小;而且到接近异常体的范围时强度的突变率也在不断的减小;随着煤田火区埋藏深度的增加,磁异常突变的程度也不断扩大到周围地区。

高温烘烤对纳林庙岩石磁性的影响实验研究

磁异常是煤田火灾重要的地球物理特征,为研究高温烘烤过后岩石的磁性变化规律,对磁法在火区圈定应用的中提供有效指导,利用磁化率测定系统测定了纳林庙3-1煤顶板砂岩的磁化率,分别研究了温度、粒径以及磁场强度对样品磁化率的影响。结果表明:在25~600℃整体范围内烘烤形成的烧变岩的磁化率整体上随温度增高而增大,随外界磁感应强度变大而减小。烘烤温度小于400℃时,样品粒径越小磁化率越大;通过X射线衍射实验分析了高温烘烤对岩石成分与结构的影响,表明岩石高温烘烤的过程中,菱铁矿(FeCO3)被氧化成铁磁性物质磁铁矿(Fe3O4),这是烧变岩相对常温岩石磁性增强的主要原因。

新型矿用无机固化泡沫防灭火材料性能研究

矿井采空区煤自燃引起的火灾直接威胁着我国煤矿的安全开采和高效生产,而封堵采空区漏风通道是防治采空区煤自燃最有效的方法。探讨了无机发泡固化膏体充填材料组分速凝剂、发泡剂对其强度的影响,分析了增强剂的作用机理。结果表明:新型矿用无机固化泡沫材料的凝固速度与速凝剂的含量成正比;发泡倍数为10的充填材料连续固化7 d的抗压强度在1.7MPa以上;材料中存在的大量气泡形成无数均匀的缺陷,且增强剂使膏体浆液中的铝氧成分大规模快速地与水泥成分发生反应生成优良的水化矿物钙矾石,使材料受力时其总体结构不变化,中部不会产生裂隙而有效封堵火区裂隙,隔绝氧气。

凯达煤矿采空区煤自燃极限参数分析

为更加精准地判定采空区自燃危险区域,对煤自燃极限参数的计算方法进行改进,采用能量守恒微分方程的分析解计算煤自燃所需必要条件的极限值;以内蒙古凯达煤矿为例对该方法进行验证,根据浮煤的物性参数以及采空区环境条件,计算分析46205工作面回风侧采空区煤的自燃危险性;根据采空区漏风条件以及煤自燃所需要的氧浓度值,分析在遗煤较厚的条件下采空区可能发生的煤自燃危险性,划分不同遗煤条件下采空区自燃危险区域。结果表明:采空区实际遗煤厚度无法满足浮煤持续升温的要求,通过分析煤自燃极限参数可知,自然条件下浮煤在升温达到约30℃时其温度不再增加,因此不具有自燃危险性。