松散煤体

摘要： 声波测温技术中信号频率的选择是提高测温准确性的关键。为探究低频声波在松散煤体中的最优传播频率,以褐煤、焦煤、无烟煤作为研究对象,运用传声损失实验测试系统,测试了3种煤样在0.9~10 mm 6种粒径下的传声损失。结果表明:所有煤样的传声损失随着声波频率的增大而呈现波浪式上升形状,相较于其它粒径煤样,0.9~<3 mm范围内煤样的传声损失最大;随着煤样粒径的增加,煤样传声损失不断增加,且传声损失最低点对应的声波频率也不断增大,煤样的煤化程度对传声损失的影响没有表现出明显规律性,煤样粒径是影响煤样传声损失变化的主要因素,并且声波主要是沿着松散煤体粒径间的空隙传播;通过对比分析传声损失的极大值与极小值,发现不同粒径煤样的传声损失在250~600 Hz与900~1600 Hz之间存在极大值,其传声损失极大值范围在4.66~7.64 dB之间;通过测试3种煤样混样在低频声波中的传声损失,确定了松散煤体中最优传声频率范围为600~900 Hz。

摘要： 为量化研究松散煤体损伤破坏过程,针对淮南矿区煤体,采用型煤代替原煤,开展了压缩状态下煤体声发射特征监测试验,以累积AE计数定义损伤变量D,研究了煤体损伤演化特征,随轴向应变的增加,煤体损伤变量呈现平稳,缓慢增长,快速增长再平稳的变化趋势。推导出煤体本构关系表达式,并对理论本构模型的合理性进行验证,采用理论本构模型求得的全应力-应变曲线与试验结果相吻合,理论应力值与试验值平均绝对误差仅为0.126MPa,实现了松散煤体应力-应变关系的理论描述。研究成果可为揭示松散煤体破坏失稳力学响应特征、防控失稳灾害提供实验和理论依据。

摘要： 为解决松散煤体热物性参数的测试周期长与实验误差大等问题,构建测试装置实验平台,结合交叉热线法和平行热线法,对松散煤体热物性参数进行准确测量与计算,对1～2 mm,0.5～0.6 mm和0.2～0.3 mm 3种不同粒径煤样在不同水分含量下的热物性参数的变化规律进行研究,利用Fluent数值模拟软件对松散煤体温度场进行模拟研究,并对比模拟结果与实验结果的差异性.结果表明:在所测粒径范围里,同等水分含量下的松散煤体粒径越大,导热系数越小,热扩散率与比热容越大;松散煤体的导热系数随水分含量的增加而增加,但增加趋势渐缓;松散煤体的热扩散率随着水分含量的增加而增大,当水分含量达到11.73～13.88％后热扩散率开始逐渐下降,而比热容随着水分含量的增加逐渐增大.

摘要： 松散煤体中掘进巷道,顶帮煤体极易氧化而自燃,为保证掘进期间防灭火安全,对松散煤体中掘进防灭火技术进行了实践及研究.通过对顶帮松散煤体采取注胶、喷涂、充填、固化等综合性的防灭火措施,并观察总结各项防灭火措施效果,得出了防灭火施工经验技术,取得了松散煤体中掘进防灭火技术应用的成功,结果表明:通过采取综合防灭火措施,能够有效防治松散煤体自燃发火,进而为工作面复采及延长矿井服务年限提供了保障.

摘要： 针对现有对松散煤体自然发火温度场运移特点试验装置的不足,根据实际松散煤体燃烧特点,自主设计研发了煤火发展演化模拟实验系统.选取陕西省咸阳孟村煤矿煤样为研究对象,利用该装置模拟松散煤体燃烧过程,分析松散煤体燃烧过程中高温区域的分布及纵深移动规律,再现松散煤体从着火至燃烧最后燃尽过程中高温区域的蔓延过程,剖析温度区域迁移机制,分析高温区域关键点氧气体积分数变化规律.结果 表明,在松散煤体燃烧过程中,煤样体系温度变化尺度随着时间的增加先上升后下降,试验运行600 h后,整体燃烧室降至环境温度;试验过程中松散煤体高温区域集中于煤火发展演化模拟实验装置中部以及西侧部分;高温区域纵深移动方向呈现非线性规律;高温区域在纵深蔓延过程中关键点温度呈依次降低的趋势,且下降到极限氧体积分数(1％～3％)的时间与其达到燃点温度时间相近;温度下降阶段,高温区域关键点在同层测点中下降趋势最慢;随着纵向深度增加,高温区域关键点燃点温度与峰值温度对应的时间差呈指数形式增长,关键点从燃点到达峰值的温度增长速率基本呈线性下降;高温区域关键点氧气体积分数快速下降阶段所经历的时间随着纵深的增加逐渐增大.研究成果可为煤堆、遗煤、煤炭储存状态下等的松散煤体自然发火的防治提供借鉴.

摘要： 为对比液态CO2/N2注入松散煤体后的降温特征,自主设计实验平台开展了松散煤体内压注液态CO2/N2实验,得到了注入期间及停注后的煤温变化规律,利用注入期间的冷却区域扩大率和注入后的传热率分析对比了两者对煤体的冷却能力.结果 表明:压注时,液态CO2/N2的冷却效果均随着注入时间的增加而增强,随着与压注口的距离增加而减弱.压注液态N2形成的冷却区域随着时间沿渗流路径缓慢扩大,而液态CO2则在压注口瞬间相变为气态并形成较为稳定的冷却区域.说明液态N2的冷却作用主要取决于自身极低温度导致的剧烈温差,而液态CO2则由于相变潜热形成低温区.停注后,持续的降温效果主要取决于初始温度梯度,总体来讲,相同压注量下,液态CO2对煤体的持续冷却能力优于液态N2.

摘要： 为对比液态CO_(2)/N_(2)注入松散煤体后的降温特征,自主设计实验平台开展了松散煤体内压注液态CO_(2)/N_(2)实验,得到了注入期间及停注后的煤温变化规律,利用注入期间的冷却区域扩大率和注入后的传热率分析对比了两者对煤体的冷却能力。结果表明:压注时,液态CO_(2)/N_(2)的冷却效果均随着注入时间的增加而增强,随着与压注口的距离增加而减弱。压注液态N_(2)形成的冷却区域随着时间沿渗流路径缓慢扩大,而液态CO_(2)则在压注口瞬间相变为气态并形成较为稳定的冷却区域。说明液态N_(2)的冷却作用主要取决于自身极低温度导致的剧烈温差,而液态CO_(2)则由于相变潜热形成低温区。停注后,持续的降温效果主要取决于初始温度梯度,总体来讲,相同压注量下,液态CO_(2)对煤体的持续冷却能力优于液态N_(2)。

摘要： 将空气加热技术应用到环境模拟领域,模拟松散煤体堆积时外部环境温度不同时煤的氧化情况,研制高温空气加热器,通过将被高温油浴加热到不同温度的空气送至环境模拟箱,进而对煤实际堆放环境进行模拟.详细阐述加热器的工作流程以及功能,计算加热器中所用螺旋盘管的具体尺寸,并通过实际试验对该设备加热效率等进行确定.结果表明:选择垂直螺旋盘管换热器,实际盘管圈数为3圈,长度为2.1981 m;通过高温油浴对盘管内的空气进行加热,该加热器的控温精度在±1°C,实际空气加热效率较高,并随着流速增加而不断增加.

摘要： 在松散煤体中掘进巷道,自然发火防控难度大,存在漏风范围大、自燃隐患点不确定等难点.本文通过制定实施科学有效的防灭火安全技术措施,形成了适合大统矿业C9301工作面松散煤体中掘进预防自然发火的综合防控技术,保障了矿井安全生产,提高了矿井经济效益.

摘要： 为了对松散煤体自燃及其监测防治提供参考,在松散煤体煤自燃过程中热量积蓄量化指标的基础上,分析了温度、煤量、孔隙率、漏风强度对煤自燃的影响,探讨了多因素耦合分析对松散煤体自燃研究的重要性,对未来松散煤体自燃理论研究、现场检测、防治提供参考.

摘要： 通过对巷道风流在松散煤体中扩散的理论分析，得出氧气在煤体中最大渗透距离与煤的耗氧速度、孔隙率等的关系。

摘要： 介绍了基于西门子S7-200PLC,利用交叉热线法原理,实现松散煤体导热系数测试的方法,并设计了测试系统装置.对系统的测试原理和软、硬件设计,进行了详细介绍.最后对系统测试误差进行了分析.

摘要： 本发明涉及煤岩体固结技术领域，一种小窑破坏区松散煤岩体井下固结材料，其中I号注浆材料中，A组分硫铝酸钙水泥55‑60份、粉煤灰38‑43份、碳酸钠0.8‑1.5份、硫酸钙0.4‑0.8份、氧化钙0.2‑0.5份；B组分包括35％‑45％的硅藻酸钾和55％‑65％的辛酸亚锡；A组分和B组分按照1∶1的体积比混合使用。II号注浆材料中，C组分包括以下重量份的组分：黏土55‑65份、水泥30‑37份、煤矸石粉3‑5份、石膏0.7‑1.5份；D组份为35％‑45％的速凝剂、35％‑45％的催化剂和15％‑25％的悬浮剂的混合物；C组分和D组分按照1∶1的体积比混合使用。固结松散煤岩体，加固改善巷道承压能力与围岩侧向支撑能力，确保后期巷道与工作面的安全高效掘进与回采。本发明还提出一种小窑破坏区松散煤岩体井下固结方法。

摘要： 本发明提供一种厚层松散难锚固煤岩体的巷道支护装置及支护方法，包括有锚杆索杆体、锚固力增强组件和固定组件；所述锚杆索杆体用于插入到开设在煤岩体中的钻孔内；所述锚固力增强组件与所述锚杆索杆体的一端固定连接，所述锚固力增强组件用于增加所述锚杆索杆体与装入所述钻孔内的锚固剂的接触面积；所述固定组件与所述锚杆索杆体的另一端连接，所述固定组件用于将所述锚杆索杆体固定在煤岩体上。本发明提高了锚固剂的搅拌均匀度，最大限度的提高了锚固剂的双组分混合程度，提高锚固力，且增大了锚杆与锚固剂的接触面积，提高锚杆与锚固剂的界面粘结力，在厚层松散难锚固围岩中形成了以锚杆锚索支护形式为主体的有效支护方式。

摘要： 本发明涉及煤岩体固结技术领域，一种小窑破坏区松散煤岩体井下固结材料，其中I号注浆材料中，A组分硫铝酸钙水泥55‑60份、粉煤灰38‑43份、碳酸钠0.8‑1.5份、硫酸钙0.4‑0.8份、氧化钙0.2‑0.5份；B组分包括35％‑45％的硅藻酸钾和55％‑65％的辛酸亚锡；A组分和B组分按照1∶1的体积比混合使用。II号注浆材料中，C组分包括以下重量份的组分：黏土55‑65份、水泥30‑37份、煤矸石粉3‑5份、石膏0.7‑1.5份；D组份为35％‑45％的速凝剂、35％‑45％的催化剂和15％‑25％的悬浮剂的混合物；C组分和D组分按照1∶1的体积比混合使用。固结松散煤岩体，加固改善巷道承压能力与围岩侧向支撑能力，确保后期巷道与工作面的安全高效掘进与回采。本发明还提出一种小窑破坏区松散煤岩体井下固结方法。

摘要： 本发明公开了一种抑制松散煤体氧化自热的高稳定性胶质泡沫及其制备方法，该高稳定性胶质泡沫由以下重量百分比的原料制成：水58～80％、粉煤灰19～40％、引气剂0.4～0.8％、覆膜剂0.2～0.6％，交联剂0.2～0.6％。该高稳定性胶质泡沫的制备方法如下：先按比例称取粉煤灰和覆膜剂，加入水中，充分搅拌得到均匀的粉煤灰悬浮液；再按比例将引气剂加入到上述粉煤灰悬浮液中，快速搅拌5～10min，通过引气发泡膨胀过程制得粉煤灰泡沫；最后按比例加入交联剂，搅拌3～5min制得高稳定性胶质泡沫。本发明的高稳定性胶质泡沫耐热稳定性好、阻燃性能优异，可以长期保持水分、润湿煤体，对矿井采空区遗煤、煤田火区燃煤等松散煤体的包裹粘结效果好，可在煤体表面形成一层覆膜、持久隔绝氧气。

摘要： 本发明涉及注浆封闭技术领域，特别涉及一种适合松散煤体注浆的表面封闭方法，其实施步骤为：S1:巷道掘进期间在原有的金属网与煤壁之间铺设煤矿井下假顶用塑料编织网；S2:在煤壁上施工深度为500‑1000mm的注浆孔，以一定压力和间距进行首次充填性注浆；S3:首次注浆48小时后，以同等间距施工深度1500‑2000mm的注浆孔，进行二次注浆，注浆压力适当提高；S4:二次注浆48小时后，对局部变形较大区域进行三次注浆，注浆参数与二次注浆相同。通过以塑料编织布为止浆层开展深浅孔、高低压配合的渐次注浆工作，可以提高煤体的承载能力，从而大幅降低小煤柱煤体巷道的变形速率。

摘要： 本发明公开了一种松散煤体裂隙注浆封堵与防灭火方法，在出现煤岩体温度异常区、CO超标区及其它出现自燃征兆区及前后20m处，架设钻机作业平台；根据巷道的宽度，在巷道内布置两排垂直于煤柱的钻孔，一排为钻孔A，一排为钻孔B，钻孔A和钻孔B间隔布置，分别确定钻孔直径、钻孔间距及钻孔深度；钻孔封孔，安装封孔器；将制备的塑性封堵材料直接通过注浆管路注入钻孔A直到发现巷道表面渗出浆液时停止注浆；将制备的泡沫凝胶材料直接通过注浆管路注入钻孔B直到发现巷道表面渗出浆液时停止注浆。本发明从破坏自燃煤体氧化供氧蓄热条件入手，提出了适合含硫量高、裂隙发育的煤自燃防治高效环保新型防灭火技术。

摘要： 本发明公开的一种松散煤体中CO渗流实验装置，包括有恒温控制箱及CO渗流单元，恒温控制箱外设置有液压供油系统及CO供气瓶；CO供气瓶通过进气管与恒温控制箱内的CO渗流单元连接；恒温控制箱的外壁面上设置有金属管浮子流量计及压差变送器，金属管浮子流量计通过第一出气管与CO渗流单元连接；金属管浮子流量计还通过第二出气管连接有设置在恒温控制箱外的激光TDLAS型气体检测仪；压差变送器分别通过进气压差管及出气压差管与CO渗流单元连接；还包括有LED压力显示数码管及LED温度显示数码管。通过渗流系统模拟了CO在煤体中的渗流，为CO气体预警煤火灾害提供理论依据。还提供该装置的使用方法。

摘要： 本实用新型公开了一种松散煤体自燃高温区域纵深位置可视化模拟实验系统，该装置包括圆柱式罐体、程序温度控制系统、热电偶接触测温装置、声学非接触测温装置和自动升降调节装置，热电偶接触测温装置和声学非接触测温装置分别连接热电转化装置和声电转化装置，热电转化装置和声电转化装置分别连接一个温度数据采集卡，温度数据采集卡连接计算机界面温度可视化输出装置。本实用新型能够实现煤自燃温度场及高温点运移路径的可视化监测，有利于提高煤自燃各阶段自燃特性研究，可为煤田火区火势发展规律及高温区域实时监测提供参考。

摘要： 本实用新型公开了一种松散煤体的温度和气体浓度测量装置，涉及煤体测试技术领域，包括模拟厢体和激光气体分析仪，模拟厢体内设置有若干气体输送管道，气体输送管道和模拟厢体之间用于盛放煤体，各气体输送管道内均设置有若干温度传感器，温度传感器用于采集相应位置的温度，各气体输送管道上均开设有通孔，各气体输送管道均与激光气体分析仪的烟道连通，模拟厢体内的待测气体通过通孔进入烟道中，并通过激光气体分析仪得到待测气体的浓度。本实用新型利用激光的原理，通过模拟厢体模拟真实的运输厢体并在其内部铺设气体输送管道以及安装多位点的温度传感器来实现温度和气体浓度的测量，数据更加丰富、真实，有利于研究煤体温度场和气体场。

摘要： 本实用新型公开的一种松散煤体中CO渗流实验装置，包括有渗流筒恒温控制箱及CO渗流单元，恒温控制箱外设置有液压供油系统及CO供气瓶；CO供气瓶通过进气管与恒温控制箱内的CO渗流单元连接；恒温控制箱的外壁面上设置有金属管浮子流量计及压差变送器，金属管浮子流量计通过第一出气管与CO渗流单元连接；金属管浮子流量计还通过第二出气管连接有设置在恒温控制箱外的激光TDLAS型气体检测仪；压差变送器分别通过进气压差管及出气压差管与CO渗流单元连接；还包括有LED压力显示数码管及LED温度显示数码管。通过渗流系统模拟了CO在煤体中的渗流，为CO气体预警煤火灾害提供理论依据。