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小煤窑火区下采煤工作面防火技术研究

作　者: 王康明
导　师: 何启林
学　校: 安徽理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 煤层自燃小煤窑火区火区探测漏风检测灭火技术
分类号: TD752.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 33次
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内容摘要

自然发火是煤炭着火一种客观现象,也是煤矿自然灾害最为严重的一种。漏风是造成采空区遗煤自燃的重要原因。小煤窑开采方法简单,浪费严重,开采后遗留煤量大,一旦小煤窑采空区有充足供氧条件,时间一长就会发生煤炭自燃着火。大矿在下部开采后,采空区顶板垮落,由于层间距小,就会和小煤窑采空区或废巷贯通,产生漏风,为其提供氧气来源,使得遗煤氧化自燃升温,最终着火,严重威胁着矿井安全生产。根据相关资料,废弃小煤窑采空区遗煤自燃着火导致的矿井火灾占了90%以上。解决矿井的防灭火问题,治理小煤窑自燃火灾就成了煤矿安全生产中的重点。本文针对西山煤电股份有限公司西曲煤矿上覆小煤窑采空区着火的特点,提出了以火区信息检测技术为主的综合防灭火技术方案。在对西曲矿29210工作面采空区上覆小煤窑火区信息检测过程中,在理论研究方面应用红外热像技术和漏风检测技术的相关理论进行了研究。在实验分析方而,通过煤的交叉点温度实验,得出了西曲矿8煤和9煤的自燃临界点和自燃倾向性。在现场探测应用方面,通过对西曲矿29210工作面进行的示踪气体检测,并对收集的气体进行的具体分析,检测出可能存在的漏风通道,勘察出一些可能引起煤炭自然发火的漏风源。并通过红外热像技术观测对内部热源温度及表面温度的监测和对比分析,可以判断隐蔽火源的存在,运用反演公式计算得出的小煤窑距离,最后针对可能引起自燃发火的区域制订了相应措施,为西曲煤矿进一步进行综合防灭火设计提供了可靠依据。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-13
1 绪论  13-25
  1.1 研究背景和意义  13
  1.2 国内外的研究现状及发展趋势  13-21
    1.2.1 探测隐蔽火源技术的国内外现状  13-18
    1.2.2 灭火技术的国内外研究现状  18-21
  1.3 主要研究内容和技术路线  21-22
    1.3.1 主要研究内容  21
    1.3.2 技术路线  21-22
  1.4 本章小结  22-25
2 西曲煤矿周边小煤窑自燃火区的特点及危害  25-41
  2.1 矿井概况  25-29
    2.1.1 矿井历史及现状  25
    2.1.2 地理位置  25-26
    2.1.3 地质地貌  26-27
    2.1.4 煤层赋存情况  27-28
    2.1.5 矿井瓦斯情况  28-29
  2.2 西曲矿煤炭自然发火产生气体对防灭火的预报  29-31
  2.3 小煤窑自然发火原因及其特点  31-38
    2.3.1 煤层自燃主要影响因素  31-34
    2.3.2 煤层自燃机理分析  34-37
    2.3.3 小煤窑自燃发火特点与危害  37-38
  2.4 本章小结  38-41
3 基于交叉点温度的煤自燃临界温度实验  41-49
  3.1 相关理论  41-43
    3.1.1 计算模型  41-42
    3.1.2 煤自燃倾向性判定指数  42
    3.1.3 煤自燃倾向性分类及其指标  42-43
  3.2 煤自燃临界温度实验  43-47
    3.2.1 实验设备  43-44
    3.2.2 实验过程  44-45
    3.2.3 实验结果与分析  45-47
  3.3 本章小结  47-49
4 漏风情况和可疑危险区域检测  49-61
  4.1 利用SF_6气体测定采空区漏风情况  49-51
    4.1.1 SF_6气体的基本性质  49
    4.1.2 SF_6气体现场检测漏风情况  49-50
    4.1.3 检测结果分析  50-51
  4.2 红外热像技术探测可疑危险区域  51-58
    4.2.1 红外热像仪(IRI)及其选择  51-53
    4.2.2 西曲矿防火项目所用红外热像仪选型  53-54
    4.2.3 红外热像探测高温区域的选择  54
    4.2.4 火区位置的反演算法  54-55
    4.2.5 现场探测数据结果和分析  55-58
  4.3 本章小结  58-61
5 29210工作面防灭火技术措施  61-73
  5.1 工作面概况  61
  5.2 工作面自然发火危险性分析  61-62
  5.3 西曲矿29210工作面综合防灭火治理措施  62-71
    5.3.1 自然发火防治总体方案  62-65
    5.3.2 均压防灭火设计  65-66
    5.3.3 使用阻化剂防灭火设计  66-69
    5.3.4 采空区注氮设计  69-71
  5.4 本章小结  71-73
6 结论与展望  73-75
  6.1 结论  73
  6.2 展望  73-75
参考文献  75-79
致谢  79-81
作者简介及读研期间主要科研成果  81

小煤窑火区下采煤工作面防火技术研究

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