大宝鼎4号煤层露头火灾综合治理技术研究

论文摘要

中国煤炭产量和消费量均居世界首位,占国内一次能源生产和消费总量的75%左右。但是,煤炭自燃现象却比较严重,严重制约了高产高效矿井的安全生产与发展,由于煤层露头自燃,造成煤田地表塌陷、下沉、地裂缝成群、成带出现,不仅给煤层自燃提供了氧气通道,而且加剧了煤田地表的沙化,造成巨大的资源浪费、环境污染、人员和财产的损失。本文作为“煤田火灾综合治理”的子课题之一,基于目前露头煤自然发火起因和机理研究水平,紧紧围绕大宝鼎4号煤层露头火灾实际情况,对露头煤自燃火灾综合治理技术进行研究。首先,根据影响煤层自燃的因素,分析引起露头煤层自燃的原因及影响因素,结合实际情况提出主要控制中部火区,利用公路对南部和北部火区建立封堵隔离带加以处理的治理思路;其次,分析大宝鼎露头煤自燃的实际情况,利用测氡法对火区进行火源探测,得出了火区范围图。针对大宝鼎4号煤层火灾治理实际情况制定技术流程,分析复合胶体的封堵、充填、降温等特性,确定以胶体防灭火技术为主并采用深孔松动爆破技术、剥离、覆盖等辅助措施,经过综合治理,中部火区得到全面控制,南部和北部火区被隔离。最后,从综合治理的总体效果、火区钻孔温度、火区表面燃烧温度、火区有害气体等方面对治理效果进行分析研究,确定煤火已熄灭,并对其产生的技术效益、经济效益及社会效益进行分析,明确胶体防灭火为主的综合治理技术在露头煤自燃治理中的重要意义。该论文的研究对露头煤自燃火灾综合治理有一定的借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 煤自燃火源探测技术
• 1.2.2 露头煤自燃治理技术
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 研究方法及技术路线
• 2 大宝鼎4 号煤层露头火灾特点及状况分析
• 2.1 煤自燃主要影响因素
• 2.2 露头煤自燃原因分析
• 2.2.1 煤氧复合作用
• 2.2.2 煤（岩）露头破坏作用
• 2.2.3 破碎煤体自然漏风作用
• 2.3 煤田露头自燃过程模型
• 2.4 大宝鼎4 号煤层火灾治理背景
• 2.5 火区状况
• 2.5.1 火区位置
• 2.5.2 自然地理
• 2.5.3 火区地质
• 2.5.4 火区内矿井
• 2.6 火区燃烧特点
• 2.7 火区带来的危害
• 2.8 大宝鼎4 号煤层露头火区治理思路
• 2.9 本章小结
• 3 大宝鼎4 号煤层露头火灾火源探测
• 3.1 火源探测技术确定
• 3.2 探测原理及工艺
• 3.2.1 探测原理
• 3.2.2 温升过程中氡的析出
• 3.2.3 CD-1a 杯（卡）测氦仪功能及特点
• 3.2.4 CD-1a 杯（卡）测氡仪的工作原理
• 3.2.5 探测方法
• 3.3 探测结果
• 3.4 测氡法火源探测合理性分析
• 3.5 本章小节
• 4 大宝鼎4 号煤层露头火灾治理研究
• 4.1 露头煤自燃火灾综合治理技术流程
• 4.2 大宝鼎4 号煤层火区治理技术
• 4.3 钻孔布置
• 4.3.1 钻孔布置方法
• 4.3.2 大宝鼎4 号煤层火区钻孔位置布置
• 4.4 注水降温、注胶封堵覆盖
• 4.4.1 胶体防灭火材料
• 4.4.2 MYZ-30 地面移动式灌浆注胶防灭火系统
• 4.4.3 露头火灾治理材料用量预算
• 4.5 爆破剥离及黄土覆盖
• 4.5.1 高温爆破施工技术及要求
• 4.5.2 爆破器材及防护被筒材料
• 4.5.3 爆破器材及防护被筒材料
• 4.5.4 大宝鼎4 号露头火灾治理爆破设计与施工
• 4.5.5 机械剥离
• 4.5.6 黄土覆盖
• 4.6 火区温度及指标气体浓度监测
• 4.7 本章小节
• 5 火灾治理效果分析
• 5.1 总体效果分析
• 5.2 火区钻孔温度分析
• 5.3 火区表面燃烧温度分析
• 5.4 地面塌陷坑进行有效充填和覆盖效果
• 5.5 火区有害气体分析
• 5.6 效益分析
• 5.7 本章小节
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录