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主办单位：煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
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“智能防灭火”专题

来源：煤矿安全

专题来自于《煤矿安全》2022年第9期，共26篇论文。

行业视野

安全

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117个

关键词

122位

专家

26篇

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  • 陕蒙矿区深部开采沿空侧煤自燃特性与分区防控方法

    作者(Author)： 吴建宾, 李冬, 张彦宽, 拓龙龙, 吴明明, 孙风荣

    摘要：陕蒙矿区深部开采矿井具有矿压大、煤体破碎程度较高的特点，留设窄煤柱沿空掘巷容易形成裂隙造成沿空侧漏风，导致沿空侧浮煤存在煤自燃隐患；为了掌握沿空侧煤自燃特性，以营盘壕煤矿为例，通过程序升温初次氧化和二次氧化实验得到煤氧化过程中的各气体变化规律和自燃特征参数。结果表明：营盘壕煤矿2201工作面原煤和沿空侧氧化煤的临界温度范围为70～80℃和65～75℃，干裂温度范围为105～115℃和120～130℃；氧化煤较原煤的临界温度提前、干裂温度滞后；通过对比2次氧化过程中的耗氧速率和CO产生率，在90～100℃之前，氧化煤较原煤的氧化反应更剧烈，在90～100℃之后相反，说明在低温阶段氧化煤更加容易发生煤自燃，自燃隐患突出。因此，通过加强对沿空侧煤自然发火情况监测，提出了陕蒙矿区沿空侧煤自燃的分区防控方法，构筑了喷浆堵漏、胶体压注和液态CO2降温等相结合的综合防灭火技术，实现对沿空侧煤自燃灾害的超前防治，有效保障了沿空侧不着火和本面采空区安全推进。
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    煤矿安全
    2022年第09期
    136
    173
  • 采空区多孔介质内流体传热研究

    作者(Author)： 程根银, 罗松涛, 司俊鸿, 李林

    摘要：随着矿井开采深度不断增加，采掘工作面的高温热害日益严重，遗煤自燃现象尤为突出，严重影响矿井安全生产。为研究采空区多孔介质内流体传热规律，分析多孔介质传热影响因素，以姚桥煤矿7271工作面为例，建立采空区多孔介质模型，采用Fluent数值模拟方法模拟在不同风速、不同热源位置下采空区气体体积分数以及温度场变化。结果表明：随着风速不断增大，采空区自燃“三带”的范围不断向采空区深部移动，进风巷侧自燃“三带”影响范围较回风巷侧大；热源位置离进风巷越近，采空区整体温度越高，增大进风巷风速能有效降低采空区内部温度，降低多孔介质内流体传热效率。
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    煤矿安全
    2022年第09期
    253
    132
  • 倾斜放置方式下煤自燃温度变化规律研究

    作者(Author)： 赵婧昱, 张永利

    摘要：煤自燃在实际现场中的发展过程十分复杂，自燃过程受到的影响因素诸多，关键点之一就是火源的温度变化，且在实际工况中，火源位置往往较为隐蔽，难以发现，导致温度变化方向及区域也难以跟踪确定。因此，在常温常压的实验环境中，对煤自燃发展过程的温度进行监测，分析倾斜放置方式下温度的变化规律，确定高温区域及其蔓延模糊路径，进一步分析火风压对高温区域温度变化的影响。研究表明：高温区域蔓延呈非线性变化，主要沿着炉体中部及东南侧的方向蔓延；在实验前期，温度对火风压的影响占据主要地位；实验后期则是标高差对火风压的大小起主导作用；浅部煤样温度变化主要受热传导作用影响，上部煤样温度变化除受到热传导作用外，还受到燃烧所产生的裂隙影响，下部煤样还受到火风压的作用，导致温度随层数加深逐渐降低。
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    煤矿安全
    2022年第09期
    172
    100
  • 基于数据重构增强的采空区遗煤自燃预测模型

    作者(Author)： 王民华, 牛显

    摘要：目前采空区遗煤自燃预测模型的外推泛化能力不强，主要原因是模型训练数据集数量较少以及监测过程和方法等造成的数据分布特征不明显；采用WGAN-GP模型生成虚拟样本，对实测数据集特征分布进行重构增强；通过参数相关性计算，生成虚拟数据集各参数间相关性系数变化均未超过15%；采用1倍实测数据集数量的扩容虚拟样本，进行模型的学习训练。结果表明：各模型的预测性能均有提高，其中R~2指标GA-BPNN模型提高12%,GA-SVM模型提高4%,RF模型提高3%;MAE指标均降低，GA-BPNN模型降低0.67℃，GA-SVM模型降低了0.54℃，RF模型降低0.33℃；RMSE指标均降低，GA-BPNN模型降低0.41℃，GA-SVM模型降低0.46℃，RF模型降低0.39℃；增强扩容的数据集对3种预测模型的性能都有提高，其中GABPNN模型预测性能提高幅度最大。
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    煤矿安全
    2022年第09期
    171
    143
  • 钠盐微胶囊制备及其阻化性能研究

    作者(Author)： 马砺, 马武阳, 魏泽, 何铖茂, 拓龙龙

    摘要：微胶囊包裹技术可以保护芯材并使芯材缓慢释放。为提高盐类阻化剂阻化效果，基于微胶囊包裹技术，采用融化分散冷凝法制备出微胶囊阻化剂；优选出常温下吸湿率最低的壁芯比，利用程序升温实验系统对添加不同质量分数阻化剂的不黏煤进行阻化性能测试。结果表明：随着添加微胶囊阻化剂质量分数的增大，煤样耗氧速率和CO释放速率先降低后增加，且在质量分数为15%时阻化效果最优；110℃时达到最大阻化率83%，整个温度范围内的平均阻化率为67%；相同质量分数下微胶囊阻化剂的阻化性能优于钠盐阻化剂；微胶囊阻化剂壁材在煤样升温过程中吸收热量，相变熔融后包裹在煤样表面并缓慢释放出芯材，能在煤温较高时保持优良的阻化效果。
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    煤矿安全
    2022年第09期
    173
    129
  • 基于红外测温技术的高温热源定位实验研究

    作者(Author)： 常清洋, 郭立稳, 武建国, 庞凤岭

    摘要：针对采空区热源温度实时监测、高温点准确定位的难题，利用非接触式红外测温装置研究了采空区模型中高温热源的温度变化规律；分析了热源温度、升温时间、传感器测定温度和测温距离的关系，推导了理想条件下热源定位方程；基于热源温度变化速率的热源温度-时间分段拟合模型和传感器实测温度迭代补偿模型修正了数据的拟合误差和装置的系统误差。结果表明：热源温度随升温时间呈二次函数变化，热源升温速率呈先增大后减小的趋势；传感器测定温度与热源温度成正比，传感器温度接收率与测温距离成反比；修正后的热源温度最大相对误差为0.48%，测温距离平均绝对误差为0.1 m。
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    煤矿安全
    2022年第09期
    188
    73
  • 突出矿井近距离煤层群煤自燃预警与防控方法

    作者(Author)： 董小明, 武瑞龙, 周明, 王超群, 周海亮

    摘要：突出矿井煤层群存在开采过程互相影响，采空区贯通，漏风地点较多，防灭火工作难度大等特点。为了对突出矿井近距离煤层群煤自燃过程进行准确预测，以贵州发耳煤矿为例，通过煤自燃程序升温试验分析了煤氧化过程中各气体的变化规律，确定了煤自燃单指标气体和标志气体比值的综合预测指标，提出了煤自燃监测预警系统和现场布置情况。结果表明：发耳煤矿各煤层煤样的临界温度范围为70～80℃，干裂温度范围为130～140℃。结合耗氧情况、CO和C2H4的出现温度和变化规律综合判定得到发耳煤矿不同煤层煤自燃氧化优先级顺序为：1#煤>3#煤>5-2#煤>5-3#煤>10#煤>7#煤。根据试验结果和现场数据，确定了煤自燃温度的6个气体指标(CO、O2、C2H4、φ(CO)/φ(CO2)、φ(CO2)/φ(O2)、φ(CO)/φ(O2))及分级预警的温度范围和气体指标临界值，对煤自燃进行四级分级预警。最后，提出了针对突出矿井煤层群“加强煤自燃预测预报、注氮防灭火、动态推进、堵漏风或注凝胶/高分子胶体”的煤自燃分级防控方法，有效解决了突出矿井煤层群煤自燃预警与防控问题。
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    煤矿安全
    2022年第09期
    105
    126
  • 采空区煤自燃极限参数灰色关联分析及预测

    作者(Author)： 雷昌奎, 江莉娟, 邓存宝, 邓军, 马砺, 王伟峰, 张勇敢

    摘要：采空区动态变化特征决定了煤自燃极限参数与其影响因素之间的复杂性。为了实现煤自燃极限参数精准预测，引入灰色综合关联度分析方法，定量分析了上限漏风强度与其影响因素之间的关联程度，并基于此建立了改进粒子群优化算法（IPSO）优化支持向量回归（SVR）参数的煤自燃极限参数预测模型；以上限漏风强度为例，分别建立了标准PSO-SVR模型和多元线性回归模型（MLR），进行上限漏风强度预测并与已有的变步长网格搜索优化SVR参数方法和神经网络对比。结果表明：浮煤厚度与上限漏风强度的灰色综合关联度最大，氧体积分数与煤温次之，放热强度与采空区距工作面距离最小；煤自燃极限参数与其影响因素之间非线性关系较线性关系更显著；SVR相比于神经网络方法具有更强的非线性处理能力；IPSO-SVR模型预测值与真实值之间的相对误差在2.6%以内，其预测精度明显优于其他4种模型，IPSO参数优化对提高SVR模型的预测精度有很大帮助，IPSO-SVR方法应用于煤自燃极限参数预测是有效的。
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    煤矿安全
    2022年第09期
    218
    173
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