近些年煤自燃引爆瓦斯的事故頻頻發(fā)生,預(yù)示著瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害已經(jīng)成為礦井重特大事故發(fā)生的根源,是保障煤礦安全生產(chǎn)的新挑戰(zhàn),因此引起了國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的重視,研究發(fā)現(xiàn)采空區(qū)煤自燃災(zāi)害與瓦斯災(zāi)害之間存在著某種關(guān)聯(lián),在瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害嚴(yán)重的礦井,將瓦斯與煤自燃完全獨(dú)立開來(lái)研究是不可取的。本文以東龐礦21219工作面為研究背景,針對(duì)開采煤層2#煤高瓦斯且自燃的特性,基于瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害的致災(zāi)機(jī)理,以2#煤的自燃氧化特性研究為切入點(diǎn),重點(diǎn)對(duì)立體抽采條件下通風(fēng)、抽采、注氮等技術(shù)參數(shù)對(duì)采空區(qū)瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害的影響規(guī)律展開研究,包括瓦斯治理體系與防滅火技術(shù)體系的相互關(guān)系,以及瓦斯治理與防滅火技術(shù)最優(yōu)參數(shù)確定的實(shí)驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)考察,構(gòu)建適用于立體抽采工作面的采空區(qū)瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害綜合防治技術(shù)體系,保障21219工作面生產(chǎn)過程中的高效安全開采。主要研究成果如下:（1）2#煤屬于Ⅱ類自燃煤層,在低溫氧化過程中,CO從30℃就開始出現(xiàn),從130℃開始快速增加,C₂H₄開始出現(xiàn)在120℃¹30℃之間,從180℃開始快速增加,C

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：114 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

工程碩士專業(yè)學(xué)位論文10量值，配以工業(yè)性分析等參數(shù)，將煤的吸氧量值與工業(yè)分析結(jié)果綜合評(píng)判，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)見表2-4，確定東龐礦2#煤自燃傾向性等級(jí)。表2-4自燃傾向性分類Table2-4Classificationofthetendencyofspontaneouscombustion2.2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)煤樣工業(yè)分析及自燃傾向鑒定結(jié)果見表2-5。表2-5自燃傾向性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table2-5Experimentalresultsofthetendencyofspontaneouscombustion結(jié)合《東龐礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》和《東龐礦2#煤層煤自燃傾向性鑒定報(bào)告》可得知，東龐礦21219工作面開采煤層屬于Ⅱ類自燃煤層。2.3自然發(fā)火指標(biāo)氣體測(cè)定（DeterminationofIndexGasofSpontaneousCombustion）2.3.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)利用自主搭建的低溫氧化模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)定東龐礦21219工作面煤樣的自然發(fā)火指標(biāo)氣體，該系統(tǒng)主要由程序升溫系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、氣體分析系統(tǒng)組成，如圖2-2所示。圖2-2低溫氧化模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示Figure2-2Sketchmapoflowtemperatureoxidationsimulationexperimentsystem自燃傾向性等級(jí)自燃傾向性Vdaf>18%Vdaf≤18%吸氧量Vd，cm3/g吸氧量Vd，cm3/g全硫SQⅠ容易自燃Vd＞0.70Vd≥1.00≥2.00Ⅱ自燃0.40＜Vd≤0.70Vd＜1.00Ⅲ不易自燃Vd≤0.40＜2.00工業(yè)分析（%）煤的吸氧量Vd，cm3/g干煤自燃傾向性MadAdVdafVadVdⅡ類自燃1.8010.9135.8231.910.60

工程碩士專業(yè)學(xué)位論文14圖2-4電子自旋共振波譜儀Figure2-4ESRspectrometer2.4.2實(shí)驗(yàn)過程（1）煤樣制備實(shí)驗(yàn)煤樣取自21219工作面煤壁，密封包裝后送至實(shí)驗(yàn)室。將原始煤樣剝?nèi)ケ砻嫜趸瘜雍�，破碎并篩分出粒徑為<200目的顆粒，置于干燥箱中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于70℃干燥1小時(shí)，然后將處理后的煤樣置于樣品瓶中用石蠟密封待測(cè)。（2）測(cè)定過程ESR測(cè)定參數(shù)按表2-7進(jìn)行設(shè)置，用天平（精度十萬(wàn)分之一）稱取5mg煤樣立即放入樣品管中，設(shè)置升溫區(qū)間為30~230℃，升溫速率為1℃/min，使用電子流量計(jì)控制干空氣流量為5ml/min，在溫度分別為30℃、80℃、130℃、180℃、230℃時(shí)啟動(dòng)自由基測(cè)定程序，得到ESR波譜。表2-7ESR實(shí)驗(yàn)參數(shù)Table2-7ESRexperimentalparameters（3）數(shù)據(jù)處理ESR波譜中朗德因子g是表征樣品分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征的量，可以通過儀器配套軟件可以直接計(jì)算出g因子的值。樣品自由基濃度無(wú)法由ESR譜圖直接讀出，需在相同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)下測(cè)定已知自由基濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品Tempol的ESR波譜，來(lái)標(biāo)定煤樣中的自由基濃度。ESR譜圖呈現(xiàn)對(duì)稱性，波峰面積與波谷面積之和即為譜圖面積，待測(cè)煤樣與標(biāo)準(zhǔn)樣品的自旋數(shù)之比等于譜圖面積之比，即Nx/Ns=Ax/As（s代表標(biāo)準(zhǔn)樣品，x代表待測(cè)煤樣），由ESR譜圖面積即可得出煤樣的自旋數(shù)，再根據(jù)煤樣的用量可得到自由基濃度Ng。2.4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)低溫氧化至不同溫度時(shí)煤樣的ESR實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得到東龐礦2#煤分別氧化至30℃（原始煤樣）、80℃、130℃、180℃、230℃時(shí)的ESR譜圖，如圖磁場(chǎng)強(qiáng)度掃描范圍微波頻率微波功率調(diào)制頻率調(diào)制幅度掃描時(shí)間337mT10mT9.40GHz10mW100kHz0.2mT60s

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高瓦斯工作面安全封閉火區(qū)技術(shù)探討[J]. 畢強(qiáng).  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2014(04)
[2]高瓦斯易自燃煤層瓦斯與自燃復(fù)合致災(zāi)機(jī)理研究[J]. 楊勝?gòu)?qiáng),秦毅,孫家偉,蔣春林,倫嘉云.  煤炭學(xué)報(bào). 2014(06)
[3]采空區(qū)自燃“三帶”分布規(guī)律的四維動(dòng)態(tài)模擬[J]. 時(shí)國(guó)慶,胡方坤,王德明,王帥領(lǐng).  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]瓦斯立體抽采系統(tǒng)中采空區(qū)漏風(fēng)實(shí)測(cè)及模擬研究[J]. 楊勝?gòu)?qiáng),張枚潤(rùn),王大強(qiáng).  煤炭科學(xué)技術(shù). 2013(03)
[5]近距離煤層綜放面瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害防治技術(shù)研究[J]. 秦波濤,魯義,殷少舉,曹凱,王美光.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2013(02)
[6]瓦斯與煤自燃共存研究（Ⅱ）:防治新技術(shù)[J]. 周福寶,夏同強(qiáng),史波波.  煤炭學(xué)報(bào). 2013(03)
[7]含瓦斯風(fēng)流條件下煤自燃產(chǎn)物CO生成規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 宋萬(wàn)新,楊勝?gòu)?qiáng),蔣春林,牛杰.  煤炭學(xué)報(bào). 2012(08)
[8]基于非達(dá)西滲流的采空區(qū)自然發(fā)火數(shù)值模擬[J]. 秦躍平,劉偉,楊小彬,羅維,郝永江.  煤炭學(xué)報(bào). 2012(07)
[9]高位巷道瓦斯抽采誘導(dǎo)浮煤自燃影響效應(yīng)[J]. 褚廷湘,劉春生,余明高,趙志軍,徐全.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2012(03)
[10]瓦斯與煤自燃共存研究（Ⅰ）:致災(zāi)機(jī)理[J]. 周福寶.  煤炭學(xué)報(bào). 2012(05)

博士論文
[1]頂板巷瓦斯抽采誘導(dǎo)遺煤自燃機(jī)制及擾動(dòng)效應(yīng)研究[D]. 褚廷湘.重慶大學(xué) 2017
[2]采空區(qū)遺煤氧化升溫時(shí)空演化機(jī)制研究[D]. 周佩玲.北京科技大學(xué) 2017
[3]瓦斯與煤自燃多場(chǎng)耦合致災(zāi)機(jī)理研究[D]. 夏同強(qiáng).中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2015
[4]綜放采空區(qū)遺煤自然發(fā)火規(guī)律及高效防治技術(shù)[D]. 曹凱.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2013
[5]含瓦斯風(fēng)流對(duì)煤自燃氧化特性影響的理論及應(yīng)用研究[D]. 宋萬(wàn)新.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2012
[6]高瓦斯易自燃采空區(qū)雙層遺煤均壓通風(fēng)系統(tǒng)研究[D]. 邵昊.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2011
[7]采空區(qū)氣體三維多場(chǎng)耦合規(guī)律研究[D]. 車強(qiáng).中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 2010
[8]綜放開采覆巖裂隙演化與卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律及工程應(yīng)用[D]. 林海飛.西安科技大學(xué) 2009
[9]煤炭自燃自由基反應(yīng)機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 位愛竹.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2008
[10]高瓦斯易自燃采空區(qū)瓦斯與自燃耦合研究[D]. 李宗翔.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]東龐煤礦瓦斯與煤自燃復(fù)合災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)及模擬研究[D]. 卜誠(chéng)亞.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]“Y+高抽巷”工作面采空區(qū)瓦斯與氧氣濃度場(chǎng)分布規(guī)律及其在災(zāi)害防治中的應(yīng)用[D]. 周一力.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[3]單一厚煤層高瓦斯綜放面上隅角瓦斯積聚與超限治理技術(shù)優(yōu)化[D]. 楊盼.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3529519