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煤自然发火预测技术是矿井火灾预防和处理的基础,也是火灾防治的关键。掌握煤自燃特性,寻找适时准确反映自燃程度的指标气体,研究自燃程度判定技术,研究采空区内的漏风分布与规律,制定和实施行之有效的技术措施是预防和治理煤层自燃工作的基础。
本文根据煤自燃机理,利用自制的煤程序升温实验台模拟龙东矿煤样自然发火全过程,分析了反应产生的气体浓度及其比值随煤温的变化规律,得到了龙东矿7312-2工作面煤样程序升温过程中特征温度与气体表征参数之间的对应关系。通过定性分析气体出现温度、单一气体浓度、气体浓度比值等多种参数随煤温的变化规律,确定出煤自然发火预测指标气体体系。当煤温在32.5℃~116.4℃时,选取CO浓度作为指标参数;当煤温大于116.4℃时,选取C2H4和C2H6浓度共同确定煤自燃阶段;当煤温大于184.95℃时,CO浓度急剧增大,充分表明煤进入了加速氧化阶段,这一阶段可以CO浓度作为指标参数。
应用BP神经网络对选定的指标气体浓度数列与温度数列建立非线性预测模型,来预测之后一段时间点的温度值。经检验,预测数值在误差所允许的范围之内。
采用连续微量稳定释放SF6示踪技术,对7312-2邻近采空区进行了漏风检测。三次检测结果表明,随着7312-2工作面开采,其邻近工作面漏风状况发生了变化,存在小面积的漏风。根据漏风结果制定了预先控制措施。
通过在7312-2轻放面上下顺槽布设测温探头,来实时监控煤层温度。当温度变化异常时,可立即采取有效措施防止煤层自燃危险。