大面积采空区煤炭自然区域防治技术

论文摘要

煤炭自燃火灾一直是我国煤矿的重大灾害之一。据统计,在我国的现有煤矿中,国有重点煤矿54.9%的矿井有自然发火危险,煤矿的自燃火灾次数占火灾总数的90%以上。煤炭自燃火灾给国家和矿井带来了极大的危害及经济损失,除此,煤炭自燃不仅浪费了煤炭资源,而且还给人类的生存环境、生态平衡带来了极大的危害。本文从大面积采空区的自燃特点和规律入手,综合分析和研究了大面积采空区的自燃特点和规律,并在此基础上对大面积采空区的流场分布和对应的温度场分布及其随时间的变化规律进行研究,给出了采空区的流场、温度场的分布规律,为科学地制定防灭火技术措施提供了必要的理论基础;根据许厂煤矿生产现场的具体情况,综合分析了影响煤炭自燃环境因素的作用规律,并对采空区煤炭自燃的危险性进行了定量评价与分级,对矿井的防灭火技术具有现实的指导意义;建立了矿井均压动态监测系统,通过应用该系统,实时地监测矿井通风系统的压力变化状况,并对有关测点的压力均衡情况进行分析判断,进而采用先进科学的方法进行了均压调节方案的设计与优选;结合许厂煤矿现场的实际生产条件和煤的自燃条件,将C2H4、C2H6作为标志气体主指标,提高了煤炭预测预报的精度,从而快速、可靠的进行安全监测预报;最后,通过建立安全可靠的矿井通风系统、研制新型密封和凝胶、采用艾格劳尼快速堵漏泡沫密封防漏等有效措施,指导了许厂煤矿大面积采空区煤炭自燃的区域防治工作,取得了良好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究的主要内容
• 1.4 技术路线及研究方法
• 1.5 创新点
• 2 大面积采空区的漏风数学模型
• 2.1 采空区松散煤体的空气动力学特性
• 2.2 采空区松散煤体的能量方程式
• 2.3 本章小结
• 3 大面积采空区煤炭自燃的影响因素与危险性评价
• 3.1 大面积采空区的自燃环境
• 3.2 煤炭自燃风险定量评价方法
• 3.3 本章小结
• 4 大面积采空区煤炭自燃的均压控制技术
• 4.1 压能的计算
• 4.2 监测系统的总体设计
• 4.3 调压方案的设计与优选
• 4.4 软件研制
• 4.5 均压通风动态监测系统的工程应用
• 4.6 本章小结
• 5 大面积采空区煤炭自燃的早期预测方法研究
• 5.1 指标气体的确定
• 5.2 预测预报系统的主要功能
• 5.3 预测预报效果
• 5.4 本章小结
• 6 大面积采空区煤炭自燃的综合防治技术体系
• 6.1 建立安全可靠、稳定合理的矿井通风系统
• 6.2 阻化剂防火技术
• 6.3 新型凝胶阻化剂
• 6.4 采后注浆
• 6.5 注氮防火技术
• 6.6 组合式结构密闭墙
• 6.7 停采线堵漏防灭火
• 6.8 本章小结
• 7 结论
• 附件:攻读硕士期间主要成果
• 致谢
• 参考文献