煤矿采空区自然发火预防措施的探讨与实践

矿井火情火灾是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一。据统计,矿井火灾中自燃火灾占矿井火灾总数的90%~94%,全国重点煤矿具有自然发火风险的矿井约占47%,且大部分自然发火都发生在采空区附近。因此,要深入分析开采工作面采空区自然发火规律,并采取有针对性的防灭火措施。开滦集团承德兴隆矿业有限责任公司根据1303综合放顶煤采煤工作面采空区自然发火特点,通过深入分析实践,探索出了预防采空区自然发火、提高工作面安全水平的具体路径,取得了显著成效。

基于粗集-支持向量机的采空区自然发火预测

将粗集和支持向量机两种算法有机结合起来,建立了基于粗集与支持向量机的采空区自然发火预测模型。通过粗集对采空区自然发火影响因子进行预处理,将约简属性作为输入向量,利用支持向量机进行分类处理,选择了支持向量机核函数,利用变步长搜索法对支持向量机参数进行了优化。在对粗集-支持向量机方法的实验中,通过与支持向量机方法和神经网络方法的比较,发现在样本有限的情况下,基于粗集-支持向量机的采空区自然发火预测方法预测精度更高,训练速度更快,为采空区自然发火预测提供了一种新的方法。

粗糙集与支持向量机在采空区自然发火预测中的应用研究

针对煤矿采空区煤自燃的特点,提出一种基于粗糙集与支持向量机的预测模型,用于采空区自然发火的预测;在支持向量机对原始样本数据进行处理之前,用粗糙集作为前端预处理器对数据进行约简,剔除冗余信息,简化样本数据空间的维数,从而加快支持向量机的训练速度,提高模型的预测精度;实验结果表明,该方法预测准确,为采空区自然发火的防治提供了一个新思路。

工作面推进速度对采空区自然发火影响研究

工作面推进速度直接影响采空区自然发火的严重程度。为了准确定量确定采空区自然发火防治措施技术参数,以同忻矿8101工作面为例,利用数值模拟软件分别计算当推进速度为1.2m/d、1.4m/d、1.6m/d、2.4m/d、4m/d、5.6m/d和8m/d时采空区内气体和冒落矸石温度场的时空分布情况,确定了工作面最小推进速度,以指导现场安全生产。

不平衡数据下的采空区自然发火预测研究

为提高不平衡数据下少数类样本的自然发火预测精度,建立基于K-means-ReliefHSMOTE-SVM的采空区自然发火预测模型。首先,应用K-means法优化Relief方法,筛选自然发火指标,以弥补Relief指标筛选方法导致发火特征权重值偏大的缺陷;其次,针对合成少数类过采样(SMOTE)方法在处理不平衡数据时出现的因插值空间过小导致过拟合等问题,提出基于h维空间的过采样算法(HSMOTE),使自然发火数据集趋于平衡;应用支持向量机(SVM)预测降维、平衡后的发火数据;最后,选用张家口宣东2号煤矿实测样本试验50次,并对比所建模型。结果表明:用所建模型能提取关键特征因子,克服SMOTE方法的缺陷,有效提升SVM在不平衡数据下对少数类发火样本的预测精度和几何平均正确率。

不规则介质采场渗流理论及防止采空区自然发火

为了防止采空区自然发火,必须了解其发生机理。依据不规则介质采场渗流理论,通过数值模拟和相似材料模拟实验,反映出真实采空区中气体的运移规律,得出采场通风时,工作面两端的压差是造成采空区漏风及遗煤自燃的主要原因。通过对上隅角瓦斯进行合理的抽放,将瓦斯浓度控制在合理的范围内,便可避免为稀释上隅角瓦斯而加大工作面风量所造成的采空区自然发火。

沿空留巷工作面采空区密闭注气灭火技术研究

高瓦斯近距离煤层沿空留巷采空区防灭火是关键技术难点。以七一新发煤矿工程技术条件为基础,采用同位素测氡技术测定工作面着火源的准确位置,通过DSC法研究了不同工况下不同惰性气体对3_(上)煤样的氧化放热的抑制作用,优选“密闭+注CO_(2)”灭火技术措施治理5006工作面采空区发火。结果表明:(1)5006工作面着火源的准确位置为工作面支架后部向采空区延伸97 m,从5006工作面运输巷沿工作面方向延伸64 m,着火范围大致呈椭圆形,长轴长174 m;(2)CO_(2)比N_(2)具有更好的采空区灭火效果;(3)“密闭+注CO_(2)”综合灭火措施可以迅速使5006工作面回风流CO浓度从121×10~(-6)迅速下降到0,上隅角温度稳定在10.0~11.2℃,下隅角温度稳定在6.8~8.0℃,回风巷温度稳定在8.7℃左右,工作面空气中不含C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2),灭火效果良好。

基于模糊综合评价的采空区自然发火研究

采空区是否会自然发火不仅与煤的自身性质有关,而且受通风状况、开采推进度、采煤方法等因素影响。本文从采空区发火的特点出发,构建了煤矿发生内因火灾的评价指标体系,结合现有主要评价方法的优缺点,应用层次分析法确定各评价指标的权重;通过模糊数学综合评价方法建立了相应的数学评价模型,对矿井采空区自然发火进行动态风险评价,确定了矿井发生事故的危险等级,提出了合理的预警预控措施.最后,针对几个矿采空区发火的实际情况,进行了矿井火灾危险源风险预警评价,验证了风险评价模型的合理性。

近距离多煤层开采条件下采空区发火治理研究

本文对平朔矿区井工二矿21110工作面和21113工作面采空区CO气体超限原因进行了认真分析,正确判断CO气体产生源头及扩散路径,综合运用喷浆、临时封闭、注氮和注浆多种防灭火手段,成功治理了采空区连通形成的大面积火区,保障了矿井安全生产,为矿井采空区发火的治理提供了经验。

灌注泥浆隔离带防治老矿井大巷采空区自燃发火

简单介绍了灌注泥浆隔离带的工艺、特点和适用范围,着重介绍了由于前进式开采造成大巷采空区自燃发火及小窑火入侵,应用灌注泥浆隔离带防治火的经验,指出了老矿井火灾治理中的难点和适用办法。

一起采空区自然发火事故的处理经过及反思

通过一起矿井采空区自然发火事故的处理,使我们深刻地认识到:规范设计,避免设计和施工本煤层交叉巷道,提高封堵质量,落实注浆效果,提高防灭火预测预报技术是防治矿井采空区自燃发火的根本途径。

采空区自然发火的原因及防治安全技术措施

搞要:采空区自然发火的特点和产生原因,采空区自然发火的防治及安全技术措施。

木瓜煤矿9号煤层采空区遗煤自燃监控技术应用研究

木瓜煤矿现阶段开采的9号煤层为易燃煤层,为防止9号煤层采空区遗煤自然发火,采用程序升温氧化实验,对不同温度条件下各种气体的产生情况进行分析研究,最终确定木瓜煤矿9号煤层采空区自然发火的标志性气体为CO、C2H4、C2H2,并且建立完整的采空区遗煤自燃监测预报体系,通过合理的组织及管理措施,实现了木瓜煤矿9号煤层的安全生产。

浅谈中厚煤层采空区综合防灭火治理

分析煤矿内因火灾事故发生的规律以及实际案例,针对如何预防采空区自燃,或在初期控制采空区火灾蔓延,结合新技术、新方法,尽量减小火灾造成的损失。通过在本矿的试验和现实应用,可以在采空区自燃初期起到控制火势,消除发火趋势的作用。保障矿井的安全生产。

上湾煤矿束管监测系统超长距离束管采气可靠运行方法研究

矿井采空区防灭火是煤矿防灭火工作的重点内容,依靠分析采空区发火标志性气体成分的束管监测技术也有了长足的进步,尤其是分析气体种类和精确分析技术发展尤为明显。但是随着采煤技术的发展,超长走向采煤工作面成为主流,导致束管采集长度随之成倍增加,致使束管管路安装和运行过程中存在很多不稳定因素和难以解决的问题,如束管管路“积水”和“漏气”等成为制约束管监测分析的关键因素,这些问题的存在造成束管监测数据准确性下降甚至失效。本文主要针对束管监测系统中采空区气体采样方法和管路“积水”“漏气”等问题的解决方法进行研究,提出适合于上湾煤矿超长距离束管采气的有效解决手段。

基于光纤气体检测技术的煤矿自然发火预测预报系统

分析了近红外光谱吸收式气体检测的基本原理以及煤矿采空区自然发火特征气体的选择,通过使用近红外激光光谱吸收式光纤气体传感器对采空区火灾特征气体浓度检测,报道实现了一套基于多种气体参数的火灾预测预报系统。系统使用分布反馈式半导体激光器(DFBLD)作为光源,光源驱动为低频锯齿波信号叠加高频正弦波信号,通过锁相放大器实现信号提取。根据采空区三带静态分布理论,给出了判断采空区自然发火危险程度的判定方法。该系统全部使用光纤进行井下信号传输和气体检测,使得检测精度更高,不带电工作,实时性更强,系统更加稳定可靠。

基于模糊渗流理论的采场上隅角瓦斯治理

为了防止由于煤层开采深度、强度及瓦斯涌出量的增大而造成的上隅角瓦斯积聚。通过建立模糊微分方程对采空区风流移动进行描绘,并利用相似材料模拟实验对上隅角瓦斯进行研究,针对性的提出了防止工作面上价值。

近距离易自燃煤层开采综合防灭火技术研究

针对近距离下煤层工作面回采易造成上覆煤层采空区煤炭发生自然发火等问题,通过老巷探测、地面钻探、井下探查等方式对火区进行探查,圈定了上覆4#煤层的井巷位置及自然发火的区域,并采取了井下密闭隔离、均压通风、地面注浆等综合防控技术,结果表明,井下各种有害气体浓度均没有超限现象,有效预防和控制了采空区自燃,保障了工作面的安全顺利回采。

高瓦斯易自燃煤层火区抑爆技术研究

结合矿井自然发火位置规律、瓦斯爆炸理论和火区治理理论阐述了香源矿1203封闭采空区瓦斯爆炸事故的经过并分析原因,用爆炸三角形解释了爆炸过程,介绍了密闭和注入氮气的治理措施,最后对采取措施后的火区监测数据进行分析,火灾治理效果较好。

基于云模型和D-S理论的煤炭自然发火危险性评价

为解决传统评价方法在处理某些指标时不能同时反映其模糊性和随机性及在数据融合时无法兼顾数据之间冲突关系的缺陷,提出基于云的定性与定量互换模型和D-S证据理论的冲突证据合成方法的综合评价方法。综合考虑煤的自燃倾向性、持续漏风供氧条件和聚热散热条件,建立采空区自然发火评价指标体系,对梁家煤矿4110采空区煤炭自然发火危险性进行评价。研究结果表明,基于云模型和D-S理论的煤炭自然发火危险性评价方法是可行的,而且能够克服上述缺陷,更具科学性和合理性。