高分辨和瞬变电磁法在煤田火区环境地质灾害治理中的应用

火区下部空区和燃烧中心区的勘探在煤田火区环境治理过程中十分重要,常规的勘探方法难以解决。利用高分辨和瞬变电磁法相结合的方法可以有效解决这一技术问题,确保灭火施工安全和高效。

煤田露头火区引起的地表塌陷形式及基岩破坏分析

为了得到煤田露头火区地表塌陷和上覆岩层破坏机理,通过火区实地考察结合理论分析的方法,揭示了地表塌陷的实质是火区上覆岩层的移动,且分为连续变形破坏和非连续变形破坏,将火区上覆岩层的破坏形式归纳为弯曲变形、移动垮落、岩体滑动、滑落充填、基岩滑移,并划分了煤田露头火区的"三带",其高度的确定可依据采空区"三带"的计算方法进行判定。运用弹性力学方法分析得出了火区上下盘岩体的应力分量表达式,以及最大剪应力作用面的方位变化规律。

遥感方法在宁武煤田煤火识别中的应用

煤火燃烧会对周围地区的环境、经济和安全造成严重影响,准确识别煤田自燃引起的火区范围对于监测与治理煤火具有重要意义。相关学者分别通过提取地表热异常或地表形变信息来识别煤火范围,但由于方法及手段单一,而引起煤火发生因素众多,导致试验结果不够准确。为提高煤火识别准确性,通过实际应用研究,利用融合卫星热红外技术与雷达技术的煤火识别方法,应用于山西省宁武煤田的火区识别。首先采用ASTER–TES(Temperature-Emissivity Separation)算法对ASTER夜间热红外数据进行地表温度反演,同时利用SBAS–InSAR(Small Baseline Subset InSAR)技术对Sentinel-1数据进行地表沉降信息反演,然后通过阈值分割法提取研究区域中的高温异常区域和沉降异常区域,进而融合处理,获得疑似煤田火区范围,最后利用测氡的实地勘测方法所确定的煤火范围对试验结果进行对比验证分析。结果显示:研究提出的方法对宁武煤田火区范围的识别准确率高达93.78%,较单一的温度反演方法与沉降异常方法提高43.29%和62.23%,但有部分火区未被识别,原因在于利用地表形变识别火区的阈值难以获取。结果表明:热红外技术与雷达技术协同识别方法能够有效克服单一识别方法的不足,显著提高煤火范围的识别精度,为准确圈定火区的治理范围提供有力参考,今后应深入研究地表形变探测火区的方法特性,从而获得更加全面准确的煤火范围。

乌达煤田火区对井下工作面安全生产影响分析

以乌达煤田火区燃烧状态为例,根据火区与开采煤层间的岩层位置、岩性、厚度关系,分析下层煤开采时上覆岩层冒落带和裂隙带高度,判断煤田火区对下层煤开采时的影响程度,为火区治理前保证工作面安全开采提供科学理论依据。

煤田露头火区多孔介质渗流运动的数值模拟研究

煤田露头煤层自燃使得煤田露头发生塌陷,为了合理地治理煤田露头火区,研究了影响煤田露头火区的重要参数,应用Fluent数值模拟软件针对不同煤层埋藏深度、孔隙率、渗透率进行了宏观数值模拟。得到了煤田露头多孔介质速度场、温度场变化规律,并根据孔隙率与渗透率对火区温度分布的变化规律提出治理方案。

泡沫凝胶防灭火技术在煤田火区应用的实验研究

针对煤田火灾,提出了泡沫凝胶防灭火技术,通过与两相泡沫灭火技术的对比实验,测定出该材料具有热稳定性好、保水性强、水利用率高的优点。经现场实验研究证明泡沫凝胶防灭火材料在煤田火灾的治理中比两相泡沫更具优越性。

无线传感器网络煤田火区监测系统的可靠性技术

可靠性技术是无线传感器网络在煤田等大面积环境监测的关键,其中时钟同步和数据远程传输是两个中心环节。本文针对现有时间同步算法计算量大、对硬件要求高的不足,提出了线性拟和修正和自校正相结合的时间同步算法。在TCP/IP远程通信中,为了保证无线传感器网络与移动网络之间通信的可靠性,设计了Winsocket下的自适应心跳包技术,实现了判断远程传输网络连接状况、在网络堵塞或中断时自动重新连通。新疆松树头和大泉湖火区的无线传感器网络系统运行测试结果表明,本文时钟同步算法可以有效降低时间累计误差,心跳包技术可以实现稳定可靠的远程数据通信。

煤田火区下采煤工作面安全开采影响程度分析

针对黄白茨煤矿021205工作面上覆7-1(Ⅲ)煤田火区的治理现状,开展煤田火区下采煤工作面的安全开采影响分析。通过分析021205工作面与上覆7-1(Ⅲ)煤田火区的位置关系以及各煤层之间的相互间距等因素,结合经验公式和"三下"采煤计算公式计算021205工作面回采时垮落带和断裂带的最大高度。结果表明:021205工作面回采不会受到7-1(Ⅲ)煤田火区明火的威胁,也不会受到7-1(Ⅲ)煤田火区有毒有害气体的侵入,但是为确保021205工作面以及其他备采工作面的安全回采,仍需对周边采空区进行监测,对7-1(Ⅲ)煤田火区进行治理。

汝箕沟矿区火区治理及监测方法的选择与应用

我国煤田火区分布较广,煤火燃烧造成资源浪费、污染环境,引发次生灾害。其中宁夏汝箕沟矿区火区因煤层自燃时间久、危害大而著称,实施火区勘查、治理、监测工作刻不容缓。通过对汝箕沟矿区火区现状调查,分析研究了煤火产生原因和自燃机理,提出了针对不同火区采用“一区一策”的综合灭火法,并对灭火效果进行了评价。提出为保证灭火效果,必须建立相应的煤田火区监测预警系统,以彻底解决汝箕沟矿区火灾频发的问题。

新疆煤田火区现状及应对措施

针对当前制约新疆煤田火区治理存在的问题,采用调查分析的方法,重点分析新疆煤田火区的现状、特点及危害,进而提出所采用的一系列应对措施,为解决今后新疆煤田火区治理存在的难题和困难提供思路。

浅谈新疆煤田火区不断发展扩大和新生的原因

在新疆第四次煤田火区普查成果的基础上,分析了新疆煤田火区不断发展扩大和新生的原因,找出引发煤田火灾的主要原因,针对主要原因提出了今后煤田火区治理的思路。

乌达煤田18#火区综合探测研究

乌达煤田18#火区是一个典型的煤层自燃区。本文试图通过采用遥感技术、同位素测氡法、地质雷达探测法、地表裂隙勘查法、地表浅层测温法、剥挖断面勘查测温法等综合监测方法,有效探测来自煤自燃过程中产生的热、温场,确定燃烧产生的高温区,判别出燃烧中心的相对分布位置和煤火燃烧扩散趋势,为指导矿区进行灭火工作提供了很好的指导。

大面积煤田火区热能的提取与转换方法

针对传统的剥离、注水与注浆等煤田火区治理方法治理过程中火区蕴含的热能全部被废弃的缺陷,提出了将煤田火区的热能作为一种清洁能源进行提取利用来实现治理目的的"以用代治"煤火治理新思路。分析了不同热提取媒质(热媒)、热提取方法以及热电转换方式对煤田火区的适用性,提出了以低温气体作为主要热媒,采用多孔压入式导向性热提取方式对火区地下高温区采热,并配以有机朗肯循环系统进行发电的火区热能的提取与转化方法。并对现场应用前所需进一步解决的问题进行了探讨。