晓南矸石山自燃喷爆灾害防治与预测研究

论文摘要

自燃与喷爆是煤矿矸石山常见的地质灾害。它污染大气、污染地下水、压占土地、诱发滑塌和泥石流等,是威胁煤矿安全生产的重要隐患。本论文以铁法集团晓南矿矸石山为研究对象,从自燃条件的三要素入手,研究煤矸石山自燃与喷爆的形成机制,分析其影响因素;应用模糊评判理论,选取自燃区的矸石温度、矸石粒度、C、S的含量作为评判因素,对煤矸石山进行自燃喷爆危险性分级与分区;以热工原理为基础,结合地质灾害理论,建立喷爆灾害研究模型,计算出矸石山矸石移动临界温度及喷爆影响范围,使自燃与喷爆的整治更具目的性;根据晓南矿矸石山火源埋藏浅、火区面积大、着火点多、发火周期短的自燃特征,选取注浆——盖浆相结合的灭火方案。根据煤矸石的成分,配制适宜的灭火浆液,实现有效灭火,防治喷爆灾害的发生。对煤矿的安全生产、洁净生产和煤炭工业的可持续发展具有重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 矸石山自燃与喷爆灾害的国内外研究现状
• 1.2.1 矸石山自燃与喷爆研究现状
• 1.2.2 矸石山灾害类型
• 1.2.3 矸石山自燃喷爆灾害治理研究现状
• 1.3 矸石山自燃与喷爆的研究意义
• 1.4 本文的研究方案
• 2 研究区概况
• 2.1 交通位置
• 2.2 自然地理
• 2.3 生产矿井
• 2.4 煤矸石山概况
• 3 研究区煤矸石山自燃与喷爆机理研究
• 3.1 晓南矿矸石山自燃特征
• 3.2 晓南矿矸石山自燃成因分析
• 3.2.1 温度
• 3.2.2 可燃物
• 3.2.3 氧气供应
• 3.3 矸石山自燃的影响因素
• 3.3.1 矸石山的堆积形式的影响
• 3.3.2 可燃物的性质与含量
• 3.3.3 矸石的粒度与外界空气流动
• 3.3.4 大气降水
• 3.4 煤矸石山喷爆的形成机制及影响因素
• 3.4.1 煤矿矸石山喷爆的形成机制
• 3.4.2 煤矸石堆喷爆的影响因素
• 4 矸石山喷爆的热功原理
• 4.1 热工原理理论概述
• 4.1.1 状态参数
• 4.1.2 相关的热力学基本定律及基本定理
• 4.2 矸石山喷爆的热力学解释
• 4.2.1 喷爆模型的建立
• 4.2.2 晓南矸石山的热力学计算
• 5 矸石山自燃喷爆灾害危险性分级分区
• 5.1 模糊综合评判的基本原理
• 5.2 矸石山自燃喷爆灾害危险性模糊计算及分区
• 6 矸石山自燃灭火研究
• 6.1 晓南矸石山灭火研究
• 6.1.1 阻燃措施研究
• 6.1.2 灭火工艺的选择
• 6.1.3 灭火浆液
• 6.1.4 阻燃材料选择与技术参数确定
• 6.1.5 浆液对比
• 6.2 施工工序
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 建议与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研活动
• 附图