平行升压防灭火技术在采煤工作面启封及回采中的应用

徐矿集团新疆赛尔能源有限责任公司六矿A_(3)煤层埋藏较浅,A_(3)015综采工作面属易自燃厚煤层工作面,因受采动影响造成地表出现裂隙,形成采空区漏风通道,大量新鲜空气通过地表裂隙迅速涌入采空区,为遗煤提供氧气,工作面回采期间存在采空区遗煤自燃隐患,采取注氮、均压等综合防灭火措施,控制采空区遗煤自燃,达到预期效果。

基于CFD的采空区三维流场分析及注氮参数优化研究

注氮是煤矿采空区发生自然发火征兆时常用的抑制措施,因其效果显著、安全可靠等特点被广泛应用于采空区灭火实践。注氮位置选取、注氮量的多少等直接影响注氮的效果及成本;采用数值模拟及现场实测相结合的方法,对注氮防灭火参数进行优化。以试验工作面为原型建立仿真物理模型,通过现场实测数据验证模型的有效性。在开展数值模拟试验的过程中,通过研究不同注氮位置、不同注氮流量等对采空区“三带”的影响,找到最优注氮参数,并进行了现场实测验证。研究结果表明,注氮口在进风侧距离工作面50 m处、注氮流量1 000 m~3/h时,注氮效果良好且成本最低。

大倾角工作面采空区均压-注氮联合防火数值模拟研究

以峻德煤矿93172大倾角外部漏风工作面为例,研究大倾角外部漏风采空区均压参数合理性以及对注氮防火的影响。采用Fluent数值模拟方法对采空区进行流场分析,充分考虑位压的影响,合理设置工作面和采空区进回风口及漏风口压力边界参数;建立了“L”形大倾角采空区冒落分布模型,进行采空区“恰当均压”,“欠均压”,“过均压”数值模拟,探究不同均压工况的采空区自燃三带分布,同时探讨了采空区均压注氮的合理参数选择。结果表明:“恰当均压”的采空区自然氧化带宽度最短;注氮防火应在“恰当均压”条件下进行,否则将会极大降低采空区惰化效果,徒增注氮量。研究结果对现场科学制定均压-注氮联合防火措施提供理论指导,同时压力边界参数设置方法为大倾角工作面采空区均压-注氮联合防火相关数值模拟研究提供科学参考。

松材线虫病防控注干药剂研究进展

注干施药技术是松材线虫病的重要防控手段,其具有扩散快、效果持久和对环境友好等优点。为了解松材线虫病注干药剂的研究进展,探讨了该项技术的发展方向,对常用松材线虫病注干剂阿维菌素、甲维盐、啶虫脒、氟吡菌酰胺和苦参碱的作用机理和林间防治效果研究进展进行了综述,阿维菌素、甲维盐和啶虫脒主要通过干扰线虫的神经系统导致虫体死亡,氟吡菌酰胺通过抑制线虫的线粒体呼吸引致虫体死亡,而苦参碱的杀线活性强弱取决于其分子结构中官能团对和官能团的类型控制;林间试验结果表明上述药剂都对松材线虫病有较好的效果且药效持久。在对松材线虫病注干施药技术的发展进程及现状综合分析后提出了:①通过研究改良药剂的理化性质、剂型、药剂成分配比或施药方法等增加注干药剂的吸收和传导效率有助于提高药效;②通过研发机械化程度高的打孔注药器械和工具,改进注射方法等降低使用成本有助于该技术的推广应用。

Bow-tie技术在CCUS项目注入系统的应用

二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是实现化石能源低碳化利用的重要技术手段。但CCUS全流程存在二氧化碳泄漏、冻伤、窒息以及物体打击等风险,特别是注入系统涉及高压、低温及二氧化碳多相态变化等,易造成二氧化碳腐蚀、泄漏。通过Bow-tie技术对某CCUS项目注入系统开展风险识别、分析和控制,重点对设备设施及作业活动危害因素分析并制定有效管控措施,研究结果可为CCUS注入系统长期安全平稳高效运行提供技术支持。

台阶型煤体孤岛开采自然发火防治技术应用

金桥煤矿1306工作面四面临空,孤岛布置,分层开采,上分层存在遗留煤柱,形成了特殊的“台阶型”构造。针对1306工作面漏风通道多,自然发火风险较大的实际,分正常回采、回撤2个阶段制定针对性防灭火措施。回采期间采取了沿空喷涂、采空区注氮、停采线及采空区压注凝胶、遗煤喷洒阻化剂等措施,回撤期间重点采取了架后压注凝胶措施。通过对安全监控系统、采空区微漏风监测系统及人工检测数据进行耦合性分析,对1306工作面防灭火效果进行验证,得出1306工作面防灭火措施落实得当,肯定了台阶型煤体孤岛开采自然发火防治技术的成效。该技术能够为后续不规则工作面防灭火工作提供技术支撑,对类似开采条件的矿井有一定的借鉴作用。

长柱塞短泵筒注采一体化管式泵的优化设计

常规机采井管式泵因其结构特点不适用于注氮气驱油作业,易造成卡泵、套漏,增加修井成本,影响生产时效。通过分析注气腐蚀结垢的机理,并在常规抽油泵的基础上创新的研发出了一种可注气并且能防垢的长柱塞短泵筒注采一体化管式泵,在泵筒上设置注气孔,注气期间下放柱塞露出泵筒上的注气孔,柱塞始终放在泵筒内,使注入的氮气和流体不与柱塞、泵筒直接接触,并且设计的长柱塞、短泵筒结构可避免垢物落入泵筒内,达到防垢的效果。该工艺在塔河油田现场成功试验15井次,平均单井注气量为150×10^(4) m^(3),注气、生产均正常。该工艺结构简单,可同时满足注气和提液需求,具有很高的应用前景。

矿井采空区注氮防灭火的优化改进及效果分析

为有效防止采空区内遗煤的自燃,实现矿井的安全开采。通过对注氮防灭火技术优化改进,确定注氮量1 900 m~3/h,注氮口位置75 m;注氮管路直径由202 mm降为171 mm;缩短注氮线路及采用非间隔式的注氮工艺。优化后,在持续注氮下,采空区内的氮气浓度逐渐增加、氧气浓度逐渐降低,惰化效果明显;并经现场应用后,进、回风巷CO体积分数先上升后下降,且均小于0.002 4%,达到防灭火效果。

西北黄土高原葡萄产区积雨节氮面源污染防控技术

西北黄土高原地表水资源贫乏,制约着葡萄产业的高质量可持续发展,氮肥过度施用,导致农业面源污染风险突出。为此,文章分析了西北黄土高原葡萄产区降雨和施肥的现状,并依据产区氮沉降情况,研发集成了西北黄土高原葡萄产区积雨节氮面源污染防控技术。3年相关数据分析结果表明,该技术3年累计可节水73430m^(3),累计减少尿素施用量130.5~1434.6kg,可显著减少因氮肥过量施用引起的面源污染风险,减少葡萄园生产成本。该技术在节水节氮、农业面源污染防控方面效果明显,可在整个西北黄土高原区推广应用。

ZLD-1500型煤矿井下用氮气冷却机组试验研究

主要阐述了ZLD-1500型煤矿井下用氮气冷却机组的低温冷却机组、构成、典型优点及性能参数,并基于矿用制氮装置(氮气流量1500 m^(3)/h、氮气出口压力1.0 MPa)工况下,对煤矿井下用氮气冷却机组的氮气出口压力、氮气出口温度及各项安全保护进行了测试。测试结果表明,机组在氮气流量为1500 m^(3)/h的工况下,氮气出口温度可以达到-30℃,满足现场需求,为采空区自然发火的防治提供了一种行之有效的手段。

采空区注氮防灭火技术的优化设计及工艺改进

为降低遗煤自燃危险性,增强注氮防灭火效果,通过模拟分析不同注氮位置、注氮量下采空区氧浓度分布情况,确定最佳注氮量为1400 m^(3)/h、注氮位置为距工作面40 m处;将注氮工艺由间隔式改为非间隔式注氮工艺,并采用悬挂挡风帘、搭挡风墙措施可防止氮气的流出。改进后,采空区内CO浓度先增大后降低,且进回风巷CO浓度均小于最高CO浓度0.024‰,表明该注氮工艺能够抑制采空区煤的自燃氧化。进遗传算法优化双环管网案例和河内管网案例,与多种算法对比,证明了改进遗传算法在实际应用中的可行性。

综放工作面停采期间防灭火方案设计及应用

高瓦斯煤层的开采面临瓦斯与煤炭自然发火并存及耦合的问题,尤其是在工作面停采回撤期间,自然发火风险成倍增长,本文针对8306综放工作面停采期间所面临的防灭火工作难题,首先分析出采空区遗煤多、工作面漏风隐患大、工作面推采放缓甚至停滞等防灭火难题,然后针对性制定了防止采空区漏风、采空区注氮惰化、液压支架后方喷洒阻化剂,以及加强监测监控及预测预报等综合防灭火方案,有效抑制了采空区遗煤的自燃进程,保障了矿井安全生产。

15107面采空区注氮量数值模拟及工艺优化

15107工作面采空区存在漏风量较大、遗煤易发生自燃的问题,利用Fluent数值仿真软件,模拟不同注氮孔深度和不同注氮量对采空区自燃“三带”的影响,得出最优氮气注入深度为75 m、最佳氮气注入量为1900 m^(3)/h。通过现场监测,结果表明,使用非间隙氮气注入改进工艺,15107工作面进风巷及回风巷的CO浓度均小于24 ppm,有效降低了采空区遗煤自燃概率,防灭火效果好。

液氮防灭火技术在矿井综采面火灾防治的中的应用

针对山西焦煤汾西矿业正善煤业21005综采工作面初采期间CO超标,且采空区条件复杂、遗煤自燃防治难度高等问题,提出采用以地面注液氮为主、井下注氮气为辅的火灾防治措施。通过地面钻孔及井下管路向21005采空区注入195 t液氮,同时通过矿井已有的注氮管路持续向21005采空区注入氮气。液氮注入结束后工作面采空区15~20 m以外位置O_(2)浓度迅速降至遗煤氧化自燃临界值(7%)以内,且未监测到CO、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)等遗煤自然发火标志性气体,表明现场采用的火灾防治措施效果显著。

王坪煤矿8306孤岛工作面回风顺槽掘进期间防灭火技术

针对晋能控股煤业集团王坪煤矿小煤柱沿空掘进期间存在采空区遗煤多、小煤柱存在裂隙及采空区漏风等自然发火隐患,提出一系列的防灭火技术方案,包括喷浆、注氮、气体体积分数及气压差监测,并在现场进行了实践应用,取得了良好的防灭火效果,保证了8306孤岛工作面小煤柱沿空巷道的安全掘进,为其他矿井类似情况下的掘进工作面防灭火工作开展提供经验借鉴。

综合防灭火技术在近距离煤层群综采面的应用

开采近距离煤层群时,受采动影响,采空区裂隙发育,漏风增大,导致采空区防灭火难度较大。针对21005综采工作面与上覆9#煤层采空区间距小、采空区漏风裂隙发育等导致采空区遗煤可能发生自燃问题,提出快速封闭采面并通过注液氮实现快速防灭火;在启封后通过以束管监测及安全监控为主、人工检测为辅的火灾早期预警系统强化火灾预警能力,采用注氮气、均压通风、喷洒阻化剂等防灭火技术措施确保后续回采安全。现场应用后,21005采空区遗煤自燃问题得以较好解决,为采面煤炭安全高效回采创造了良好条件。

红树梁煤矿浅埋煤层防灭火技术探索与应用

矿井火灾是煤炭开采过程中的主要灾害之一,会对煤矿的安全生产构成严重威胁。为保障红树梁煤矿开采工作的顺利进行,基于矿区自身的煤层性质及赋存条件,对浅埋深煤层自然发火的防治技术展开探索。在分析注氮、喷洒阻化剂、采后灌浆、均压等防灭火措施的基础上,配合日常火情预测预报系统以及合理的采煤工艺和通风系统,提出了适合该矿区的经济高效的综合防灭火技术。实践表明,该技术可以有效确保工作面安全顺利回采,提升矿井的安全生产水平,具有一定的应用价值。

大连市近岸海域水质时空特征及原因分析

“十三五”期间大连市近岸海域水质状况良好,主要污染指标无机氮浓度总体呈下降趋势,但个别海湾仍存在无机氮污染问题。在全面分析近岸海域水质及无机氮时空分布特征的基础上,从海域综合治理措施、入海河流水质及污染物入海通量、海湾地理特征等方面深入分析原因,并对持续改善海域环境质量提出了切实可行的防治措施。

不同药剂树干注射对松材线虫病的林间防治试验

为探讨药剂树干注射对松树松材线虫的林间防治效果;于广西钦州某国有林场选择6块100株胸径约25 cm的松树进行了试验,共设置了6个小组,每组100株,分别为对照组、20%阿维菌素乳油组、0.3%苦豆碱水剂组、10%甲维·吡虫啉可溶液剂组、5%高效氯氰菊酯乳油组、5%啶虫脒注干剂组;对照组注射等量药剂的清水,其余的药剂组均注射对应的化学药剂;于2020-2023年对试验松树的枯死情况进行调查,同时每年10月底统计墨天牛的诱捕数量。结果表明:以20%阿维菌素乳油组的防治效果最优,该组2020年、2021年、2022年和2023年的林间防治率分别为80.74%、78.48%、74.06%和70.57%,防治率均高于70%,随着年限的延长各个小组的林间防治率均逐渐下降,20%阿维菌素乳油组的防治率均显著的高于其他各个药剂组(P<0.05);防治效果其次的为10%甲维·吡虫啉可溶液剂组,10%甲维·吡虫啉可溶液剂组2020年、2021年、2022年和2023的防治率均高于5%高效氯氰菊酯乳油组;5种树干注射的药剂诱捕松墨天牛数量比较为:5%啶虫脒注干剂组>0.3%苦豆碱水剂组>10%甲维·吡虫啉可溶液剂组>5%高效氯氰菊酯乳油组>20%阿维菌素乳油组,其中20%阿维菌素乳油组、5%高效氯氰菊酯乳油组诱捕松墨天牛数量差异不显著(P>0.05);0.3%苦豆碱水剂组和5%啶虫脒注干剂组诱捕松墨天牛数量差异不显著(P>0.05),但是均显著高于20%阿维菌素乳油组、5%高效氯氰菊酯乳油组(P<0.05);以20%阿维菌素乳油树干注射效果最佳,其次为5%高效氯氰菊酯乳油。

大采高综采工作面防灭火技术优化及效果分析

为优化杭来湾煤矿30201工作面防灭火技术,解决上隅角CO超限问题,结合大采高工作面特点分析CO超限原因,利用预埋束管观测和数值模拟相结合的方法判定采空区煤自燃危险区域,提出工作面防灭火技术优化方案,并对优化效果进行研究分析。结果表明,采空区煤自燃危险区域为氧化带范围,回风侧氧化带距工作面14~140 m,进风侧氧化带距工作面280~410 m;工作面防灭火技术优化后,回风侧氧化带距工作面5~85 m,进风侧氧化带距工作面210~285 m,氧化带宽度缩短约60 m,窒息带明显前移,表明防灭火技术优化有效。