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大水头矿煤层原生一氧化碳赋存规律研究

作　者: 庞国强
导　师: 李树刚；苗寅生
学　校: 西安科技大学
专　业: 矿业工程
关键词: 原生一氧化碳(CO) 煤层自燃 赋存规律 含氧基团
分类号: TD711.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


矿井防灭火工程实践中,CO作为预测预报煤炭自然发火的指标气体,在国内外煤矿得到了广泛应用,效果较好。然而,有些矿井煤层中存在原生的CO,由于人们没有意识到它的存在,或是认识不够,研究不深,未能掌握原生CO在井田内的赋存规律及对煤炭自然发火期的影响,致使在一次次自燃火灾预测预报中,出现误报现象,给煤矿防灭火实践及安全生产工作带来了一定影响。 通过对靖煤公司大水头煤矿在不同水平、不同煤质、不同地质构造区域煤层自然发火实测资料的对比、分析,并有选择性地打钻采样,运用色谱分析等手段,检测CO浓度情况,掌握井田煤层CO赋存及逸出规律,准确分辨煤层中原生CO和因采掘活动导致煤层自燃产生的CO,从而准确地预报煤炭自然发火。通过对该矿原生CO赋存特征及逸出机理的理论分析,认为原生煤层中存在CO,煤层各区域CO含量不一致,且局部地段相当高;经实测数据分析研究认为,大水头煤矿煤层原生CO含量浅部煤层较高,深部煤层较低,节理发育的硬煤比软煤一氧化碳含量高,封闭性好的逆断层、局部挤压带及背向斜轴部CO含量高,而开放性正断层附近CO含量则较低,CO2含量较高的煤层CO也较高,干燥煤层比水分含量大的煤层和有淋水的煤层CO明显要高;提出了在分析CO浓度变化时,不仅要考察CO在某一时刻的浓度（或CO绝对发生量）,更应根据CO浓度（或CO绝对发生量）变化的总趋势分析燃烧状态,考察一氧化碳浓度（或一氧化碳绝对发生量）的增量变化,是判断含有原生CO煤层自然发火情况的正确方法。因此,对于含有原生CO的煤层,使用CO浓度差值法或一氧化碳绝对发生量差值法分析火源状态,更具科学性,更能有效地指导煤矿井工开采时的防灭火实践。

全文目录


1 绪论  7-14
  1.1 课题研究的背景及意义  7-10
    1.1.1 课题研究的背景  7-9
    1.1.2 课题研究的意义  9-10
  1.2 煤层里天然赋存CO的研究  10-12
  1.3 本文研究内容及研究方法  12-14
    1.3.1 研究内容  12-13
    1.3.2 研究方法  13-14
2 煤炭自然发火的国内外研究现状  14-30
  2.1 煤的自燃机理  14-15
  2.2 煤自燃机理的研究方法  15-17
  2.3 煤炭自然发火危险性预测技术研究  17-20
  2.4 煤炭自燃的早期识别和预报  20-22
  2.5 对煤分子中活性基团的研究  22
  2.6 煤自燃性特征参数的研究  22-27
  2.7 国内外煤炭自燃防灭火技术研究现状  27-29
    2.7.1 防止煤炭自燃的开采技术  27
    2.7.2 预防性灌浆技术  27
    2.7.3 阻化剂防灭火技术  27
    2.7.4 惰气防灭火技术  27-28
    2.7.5 漏风封堵技术  28
    2.7.6 均压防灭火技术  28
    2.7.7 各种凝胶防灭火技术  28-29
  2.8 煤炭自燃的研究现状小结  29-30
3 大水头矿井概况  30-34
  3.1 地理位置  30
  3.2 矿井建设  30
  3.3 井田地质  30-31
  3.4 矿井生产  31-33
    3.4.1 原煤开采及工作面布置  31
    3.4.2 提升运输  31-32
    3.4.3 供电与排水  32
    3.4.4 通风与灌浆  32
    3.4.5 安全监测  32-33
  3.5 小结  33-34
4 大水头矿井火灾情况分析  34-36
  4.1 矿井改扩建前后的发火情况  34
  4.2 对矿井历次自燃火灾的分析  34-35
  4.3 小结  35-36
5 大水头矿煤层原生CO赋存规律及应用研究  36-48
  5.1 研究方案确定  36
  5.2 实测数据  36-40
  5.3 CO含量及赋存规律  40-45
    5.3.1 实测原始煤层气中CO含量  40-41
    5.3.2 煤层原生CO成因机理  41-43
    5.3.3 实测数据分析研究  43-45
  5.4 排除原生CO影响的煤层自燃倾向预测方法  45-46
    5.4.1 浓度差值法排除原生CO及环境影响  45-46
    5.4.2 多参数综合观测分析  46
    5.4.3 气样可靠性判断  46
  5.5 小结  46-48
6 结论  48-50
  6.1 结论  48-49
  6.2 应进一步研究的几个问题  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-54
附录  54

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山安全与劳动保护 > 矿井大气 > 矿井空气净化 > 有毒气体的预防和处理 > 一氧化碳
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