《煤矿安全》“矿山灾害低碳防控理论与技术”专题

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《煤矿安全》“矿山灾害低碳防控理论与技术”专题

来源：煤矿安全

专题来自于《煤矿安全》2024年09期，共5篇研究成果。

行业视野: 安全
类别; 25个
关键词; 32位
专家; 5篇
论文; 33IP
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混合气体抑制煤自燃的实验研究

作者(Author)：白刚, 王硕硕, 兰天伟, 周西华, 辛天宇

摘要：为了研究混合气体(O2/N2和O2/N2/CO2)对煤自燃特性的影响，利用同步热分析仪、程序升温-气相色谱联用仪/红外光谱仪研究煤在混合气体下的特征温度、热效应/标志气体及官能团变化。结果表明：O2/N2气体氛围（简称气氛）下，随着N2体积分数的增加，特征温度点滞后，TG、DTG、DSC均向高温偏移，放热量减少，燃烧阶段活化能升高，煤的最终耗氧量和CO体积分数均降低，煤中羟基增加，脂肪烃、含氧官能团、芳香烃的含量呈减少趋势；O2/N2/CO2气氛下，随着CO2体积分数的增加，特征温度点后移，放热量下降，燃烧阶段活化能减小，耗氧量、CO体积分数均降低，羟基、脂肪烃增加，含氧官能团的含量减少；当O2体积分数相同时，O2/N2/CO2混合气体中的失重率峰值、耗氧量与CO体积分数均小于O2/N2混合气体；−OH易被氧化发生脱水反应，煤在反应初期放热量较少，后期放热量快速增加，CO主要由−C=O生成。

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煤矿安全

2024年第09期

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基于ISSA-GM-BP的回采工作面瓦斯涌出量及其回风瓦斯体积分数预测

作者(Author)：焦辈男, 撒占友, 韩炳南, 刘杰, 卢守青, 王昊

摘要：煤矿瓦斯事故破坏性强、危害范围大，回采工作面瓦斯涌出量及其回风瓦斯体积分数预测可以为制定瓦斯治理措施、预防瓦斯事故提供重要依据。为解决瓦斯涌出量及其回风瓦斯体积分数受多因素影响、数据波动大而难以准确预测的问题，在灰色预测与BP神经网络的基础上引入麻雀搜索算法（SSA），建立了一种ISSA-GM-BP模型用于回采工作面瓦斯涌出量及其回风瓦斯体积分数预测；该模型利用Chebyshev 混沌映射、动态惯性权重、Lévy飞行策略算法对SSA进行改进，在灰色预测中引入动态生成系数$ alpha $建立动态灰色GM(1，1，$ alpha $)模型并与BP神经网络组合使用，再通过改进SSA对组合模型进行优化，利用该模型对某矿山回采工作面瓦斯涌出量及其回风瓦斯体积分数进行预测，并与SSA-BP神经网络、BP神经网络的预测结果作出对比分析。结果表明：在回采工作面瓦斯涌出量、工作面回风瓦斯体积分数2方面，ISSA-GM-BP模型预测结果与实测值之间平均相对误差分别为2.95%、2.65%，SSA-BP 神经网络的平均相对误差分别为9.50%、8.00%，BP 神经网络的平均相对误差分别为12.49%、9.76%，且ISSA-GM-BP模型的决定系数为0.9609、0.9587，预测值完全符合实际回采工作面瓦斯涌出量和工作面回风瓦斯体积分数的变化趋势，在预测精确性与适应性方面具有显著优势。

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煤矿安全

2024年第09期

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有芯热管对高温煤堆温度场的影响实验研究

作者(Author)：易欣, 李煜晗, 白祖锦, 任瑶, 王兴

摘要：为了研究有芯热管对煤堆温度场的影响特征与防治煤堆自燃的可行性，利用实验测试有芯、无芯2种热管在不同热源温度下煤堆内部的热量运移规律，并结合数值模拟分析有芯热管不同布置方式对大面积煤堆的移热效果。结果表明：在不同的热源温度下，有芯热管作用煤堆最大降温幅度为130.6 K，无芯热管作用煤堆最大降温幅度为118.6 K；热管对煤堆内部温度场的影响根据距离可划分为高效降温区、过渡区域、缓慢降温区3个区域；采用三角形管群布置，煤堆内部高温区域面积较小；管间间距为25 cm时具有最好的移热效果；相比于管群布置，管间间距对有芯热管的移热效果影响更大。

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2024年第09期

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不同变质程度煤氧化特征指标量化分析

作者(Author)：郭宇, 冯全超, 雷昌奎, 年军, 白亚娥

摘要：为了研究不同变质程度煤氧化特征指标变化规律，采用程序升温实验系统分别对不黏煤（BN）、气肥煤（QF）和1/3焦煤（1/3JM）氧化过程进行了测试分析，确定了不同氧化阶段的表观活化能，量化计算了煤自燃极限参数变化特征。结果表明：低变质程度煤的表观活化能比高变质程度煤的低，BN、QF、1/3JM煤样平均表观活化能分别为39.90、65.28、69.43 kJ/mol，煤的表观活化能与其变质程度呈正相关关系，低变质程度煤自燃危险性更高；同一煤种不同阶段的表观活化能也不相同，BN、QF和1/3JM煤样阶段一表观活化能分别为55.28、75.05、80.79 kJ/mol，阶段三则分别为23.23、59.07、61.50 kJ/mol，整体随氧化反应深入而降低；3个煤种自燃极限参数极值点温度分别为50.3、61.5 、59.7 ℃，低变质程度煤比高变质程度煤的极值点温度要低；相同条件下，低变质程度煤最小浮煤厚度和下限氧气体积分数更小，上限漏风强度更大，更容易发生自燃，而变质程度相近的煤种，其氧化特征参数接近。

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煤矿安全

2024年第09期

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神东矿区立体帷幕注浆精准堵漏风与高效防灭火技术

作者(Author)：贺兵兵, 王青祥, 许亚优, 于永宁, 杨英兵, 何铖茂, 马驰骋, 许超, 王江龙, 李龙, 宋小林

摘要：为高效治理神东矿区浅埋藏煤层开采漏风引起的煤自燃隐患，以大柳塔煤矿活鸡兔井12上、12下煤层工作面为研究对象，通过立体帷幕注浆的方式进行精准堵漏风与防灭火工程示范。首先利用地质剖面移动角计算注浆距离，并设计注浆平面布置，同时针对不同地质情况，设计了先导钻孔、注浆钻孔和监测钻孔；根据活鸡兔井实际情况，共施工104个钻孔，设计帷幕体长度约1 020 m，高度约40 m；通过分段上行式注浆法，设计工作面切眼外侧注浆高度72 m，12上205运输巷段注浆高度12 m，注浆宽度15 m，总注浆169 569.1 m3。通过立体帷幕注浆，12下205工作面漏风较同条件下最大减少约1 000 m3/min，12下207工作面漏风较同条件下最大减少近800 m3/min；堵漏风效果明显，有效降低12下煤层工作面煤自燃隐患。

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2024年第09期

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