JSG6束管监测系统优化及应用

为预测采空区遗煤自然发火情况,在12403工作面安装JSG6矿井火灾束管监测系统为矿井防灭火工作提供依据。该系统在应用过程中出现探头位置过低、缺乏保护、束管进水、漏气难以检测、阻力过大等问题,根据实际情况,对核心部件铺设位置进行优化,并设计采样探头保护装置、正压发烟法束管检漏装置、U形气水自动分离装置和双泵采气装置,为监测系统正常运转和检修提供便利。根据束管监测结果,对12403工作面采空区自燃“三带”进行划分,其回风侧散热带和氧化带发育范围分别为0~18.3 m和18.3~67.4 m,根据采空区自燃“三带”的划分,结合束管监测结果可以对采空区重点区域采取有针对性的措施,确保矿井防灭火安全。

大海则煤矿20101工作面采空区自燃“三带”分布规律及注氮参数优化

以大海则煤矿20101回采工作面为研究对象,通过束管监测采空区内的氧气浓度变化规律,对现场监测所得数据进行分析,划分出采空区自燃“三带”。同时对采空区建立数学模型和物理模型,进行自燃“三带”数值模拟,利用现场测试结果验证了模拟结果的准确性,并根据此模型进行注氮数值模拟,优化注氮参数。结果表明,进风侧距工作面0~16.01 m为散热带,16.01~94.28 m为氧化带,大于94.28 m为窒息带;回风侧距工作面距离0~5.07 m为散热带,5.07~61.82 m为氧化带,大于61.82 m为窒息带。注氮位置30 m处注氮量2880 m^(3)/h对20101综采工作面采空区的惰化效果较好,可满足工作面安全生产需要且更加具有经济效益。

深部邻近采空区多漏风条件下自燃“三带”分布规律研究

为探究深部邻近采空区多漏风通道对煤自燃“三带”的影响,以唐山矿0291工作面为工程背景,采用FLUENT软件模拟多漏风环境采空区内氧气浓度的分布规律,并依此划分不同漏风条件下采空区自燃危险区域;在工程现场设置束管监测装置监测采空区内氧气浓度,依据监测数据对模拟结果进行现场验证。模拟结果表明:随工作面推进,采空区上下隅角相邻区域形成多漏风通道且漏风量增加,漏风导致采空区散热带和氧化带向深部运移,其进、回风巷氧气浓度大于8%的范围由64、40m增至101、80.2m。现场验证表明:束管监测工作面采空区氧化带宽度与数值模拟结果误差小于5%,模拟结果得以验证。

钢管混凝土先拱后梁法系杆拱桥施工监控技术

以某高速公路连接线1-88米钢管混凝土系杆拱桥为工程依托,通过系统化监控技术手段,实现对桥梁建设过程中的系梁变形、拱肋应力、吊杆张拉力等构件的监测;通过建立Midas/Civil三维模型,对本桥进行全过程有限元模拟,然后将现场实测数据与理论模型计算值进行分析比较。对比发现,在合理的施工顺序及施工监控指导下,实测构件内力与位移与理论计算基本相符,成桥的吊杆力实测值与理论值误差在10%以内,接近设计要求。实现了设计成桥线形与索力。

薄煤层采空区自燃三带划分及危险性分析

为了研究薄煤层工作面自然发火的危险性,保证东大煤矿的安全生产,对采空区煤炭自然发火进行有效的监测预警和防治。采用铺设束管的方法对东大煤矿12118综采工作面进行采空区气体的监测,并对井下气体进行气相色谱分析,根据所测氧气浓度结合煤的氧化升温实验得到的各种指标气体产生规律,分析采空区自燃“三带”的分布规律;采用印度学者贝纳基提出的预测方法对工作面自然发火危险性做出评价,确定12118综采工作面自然发火危险性为Ⅲ类可能自然发火,需要制定相应措施,对自然发火现象进行监测预警;通过计算有效确定工作面最小安全推进速度,制订采空区自然发火防治措施,对薄煤层综采工作面自然发火防治具有借鉴作用。

回采面全周期火灾综合监测技术研究与应用

为了提高煤矿火灾预警水平,通过对比分析不同矿井火灾监测技术,提出了开切眼、停采、回采和撤架的全周期火灾综合监测技术,并在霄云煤矿1310工作面进行应用。综合监测技术集安全监控系统、束管监测系统、光纤测温系统于一体,能够全面地收集、处理、监控火灾危险指标数据。经应用,2021年成功预警煤自燃15次,全周期火灾监测技术提高了煤矿火灾监测管控水平,保障了煤矿的安全生产。

矿井束管监测系统升级改造应用

针对杨家村煤矿“埋深浅、采高大、工作面长”的工程特点,现使用的束管监测系统,样气从采样点需要经过长距离的束管负压运输才能到达井上。长距离束管管路难维护,一旦发生漏气,检测的结果就不可靠。长距离取气需要较长的时间,一次循环周期长,连续检测的分析频度不足。且负压抽送气样易受污染,分析监测数据不准,采样能力小,日常维护成本高。系统进行升级改造,结合微型气相色谱检测技术、束管正压输气技术、数据网络传输技术等高新技术,将微型气相色谱分析技术应用到矿井安全监测领域,将监测设备布置在井下,采用正压输气方式,利用多组分气体分析仪分析气体浓度,通过网络与计算机连接传输数据;针对电脑、手机等不同的使用场景,设计专门的使用软件,方便用户随时随地操作。本次升级改造将色谱仪布置于煤矿井下应用,能够快速准确分析火灾数据,在线监控井下灾情变化趋势,自动甄别束管漏气和破损情况,自动诊断故障点等,每年可节约系统运行维护费用15万元以上。

厚煤层综放工作面采空区自燃“三带”分布特征及其防治方法

针对厚煤层综放工作面采空区煤自燃问题,采用现场测定与数值模拟相结合的手段对采空区自燃“三带”分布特征及其防治方法进行了研究。结果表明:实测采空区内0~24 m为散热带,24~126m为氧化带,超过126 m为窒息带;采空区的氧气浓度分布呈现不均匀性分布特征,两巷附近的漏风流速等值线较中部更加深入,进风侧的采空区氧化升温带宽度明显高于回风侧,氧化带宽度在采空区内部由近风侧向回风侧整体表现为先快速增加后缓慢减小特征,综合确定氧化带的范围为22~130 m;确定工作面合理安全推进速度为1.5 m/d,提出了采空区漏风段注氮与堵漏相结合的煤自燃防治方法,研究结果可为类似条件矿山采空区自燃防治提供工程指导与借鉴。

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。

煤自燃阻化剂浓度优选及高效喷洒系统应用

为解决矿井工作面采空区的遗煤低温氧化问题,基于煤样氧化燃烧热重分析数据,以着火活化能为指标进行Mg Cl2阻化剂喷洒浓度优选,建立阻化剂高效喷洒系统,以工作面支架后部多点自动喷洒方式进行阻化剂初次全面喷洒,以高压N2为载体,向采空区深部送入汽雾阻化剂进行二次扩散喷洒。应用结果表明:阻化剂质量分数15%符合遗煤阻化要求。遗煤被阻化液充分湿润后实现初次阻化;汽雾阻化剂被N2载带进入采空区深部。汽雾阻化液滴具有粘结与蒸发2方面特性,其分布范围主要集中于采空区进风侧,回风侧采空区则以N2惰化作用为主、汽雾阻化剂阻化作用为辅,使得采空区深部CO浓度降低为0。

矿井火灾束管监测系统存在问题分析及解决对策

介绍了束管监测系统在煤矿井下防灭火的应用现状,分析了束管监测系统在时滞性、标志性气体选择以及自然发火程度判断等方面存在的问题,并提出了相应的解决方案,为束管监测系统在现场正确合理地应用提供参考。

基于BP神经网络的煤自然发火预报系统

针对煤矿自然发火的预测问题,在指标气体分析法的基础上,构建BP神经网络,选取CH4/CO、O2/CO2这2组指标气体浓度比作为网络的输入以降低通风条件的影响,经过训练后,判断检测点是否发火并以0或1的形式输出。网络经过43次训练后,误差达到预设的范围(<0.000 1)。研究表明,利用BP神经网络处理从煤层收集到的气体浓度并作出发火预报是可行的且具有相当优势的。

厚煤层窄工作面采空区立体自燃带分布规律研究

针对运河煤矿6304工作面窄、煤层厚、推进速度快等特点造成的采空区立体自燃带分布变化复杂问题,传统束管监测结果仅反映采空区底部静态自燃三带分布。为了解该类型采空区立体自燃带分布规律,通过现场束管监测,结合工作面压力测定及采空区冒落空隙结构特点,反演采空区漏风强度下的自燃三带范围,以该工作面为原型构建采空区三维模型,编写自定义UDF函数、运用Fluent软件对采空区的气体压力、漏风风速和O2浓度进行数值模拟,建立了采空区的立体自燃带预测模型。模拟结果表明:利用压力测定反演的自燃三带范围与传统束管监测自燃三带范围较吻合;散热带范围进风侧大于回风侧,自燃三带范围进风侧大于回风侧;受中部冒落压实影响,中部自燃带前凸;模拟得出自燃三带至工作面范围:散热带<40 m;自燃带40~80 m;窒息带>80 m;由于工作面窄,煤层较厚,巷道两侧受冒落空隙结构影响显著,垂直方向上自燃带将产生10~15 m后移;在不同进风风速的条件下对自燃三带模拟结果表明:散热带范围随风速增加而后移,且自燃带范围变宽。证明了O2浓度、漏风风速、模拟预测3种方式建立厚煤层窄工作面采空区立体自燃带范围的准确性,应控制采空区漏风,对重点自燃区域严加防范,结合采空区空隙结构特点和建立立体自燃带思想对厚煤层矿井制定具体措施,提高煤矿开采的安全性。

综放采空区自燃“三带”分布影响因素研究

以塔山煤矿8102综放工作面为背景,研究了采空区自燃"三带"划分标准,建立了采空区束管监控系统来监测采空区气体组分。通过对8102综放工作面配风量、注氮气防灭火、工作面推进速度等因素的效果考察,分析其对采空区自燃三带分布的影响情况,从而为矿井综放开采安全开采优化相关工艺参数和技术措施有着积极的作用,同时也为类似工作面的自燃防治提供参考。

JSG-8型束管火灾监测系统井下布置方案探讨

介绍了JSG-8型束管火灾监测系统的工作原理及结构;针对工作面、采空区煤自燃指标气体采集困难的问题,详细阐述了该系统束管测点在工作面及采空区的布置方案,并指出在工作面进行束管测点布置时需考虑对工作面生产的影响程度。

基于指标气体的BP神经网络煤自燃预测系统

针对煤矿自然发火的预测问题,在指标气体分析法的基础上,构建BP神经网络,选取CH4/CO、O2/CO2这两组指标气体浓度比作为网络的输入以降低通风条件的影响,经过训练后,判断检测点是否发火并以0或1的形式输出。网络经过43次训练后,误差达到预设的范围(<0.000 1)。研究表明,利用BP神经网络处理从煤层收集到的气体浓度并作出发火预报是可行的且具有相当优势的。

综放面采空区自燃防治技术研究及应用

分析了保德煤矿81306综放工作面采空区自燃的危险因素,为防治采空区自燃,根据保德煤矿的采煤工艺和巷道布置,通过设计并实施采空区注氮、注浆、堵漏防等工程技术,每天对采空区气体采集进行实验室化验分析,时刻观测自燃征兆,有效防治了煤炭自燃,消除了矿井的重大火灾隐患,保证了工作面的安全高效生产。

基于PLC的煤矿自燃发火监测系统的研究与设计

采用PLC无线监测新技术来替代束管和FBG传感监测技术对自燃发火进行监测,并提出了PLC监测技术的软件和硬件设计的思路和模型以及开发的可行性,对我国未来煤矿事业自燃发火的监测技术提出了方便高效的可行性方案。

束管系统在采空区自燃规律研究中的应用

林南仓矿所采各煤层均属于自燃煤层。放顶煤开采采空区遗煤较多,加之漏风通道较多易造成采空区遗煤发生自燃。利用束管系统对1226采空区气体成分进行了测定分析,得出了该工作面采空区煤炭自燃的发火规律,为合理选择预防采空区煤炭自燃的措施提供了科学的理论依据。

连续刚构梁梁体施工裂缝预防与防治方法

大体积混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝,而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。按照产生原因,混凝土裂缝主要分为塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝和温度裂缝。三种裂缝产生原因各不相同。小跨度连续刚构桥梁体采用非预应力现浇梁,没有了预应力,构件抗裂性大大降低,裂缝在施工过程中的控制与预防也更为重要。本文针对这三种裂缝产生的原因,采用梁体支架预压变形观测、设置降温管、梁体表面蓄水等措施有效对裂缝进行了预防与控制,在工程实际应用中效果显著。