煤田火灾

摘要： 平朔东露天矿小煤窑采空区火区火势严峻,多种类型火区并存,结合该矿历史资料与煤田火灾现场实际,将该矿采空区分为空洞火区与松散介质火区2大类。根据火区分类结果,分析了该矿煤田火灾不同类别火区的形成原因,并对火区发展规律进行了研究,指出该矿煤田火灾具有空间立体式发展与火势由较慢到较快发展的规律,为该矿煤田火灾治理提供了理论依据。

摘要： 为了深入探究浅埋煤层煤田火灾发展机理,分析煤在不同轴压作用下自燃时CO生成量、耗氧速率、表观活化能的变化规律,采用荷载加压煤自燃特性参数测定装置对2~6 mm粒径煤样进行加压升温实验,结果表明:轴压0~4 MPa时煤样并不会产生裂隙,轴压6 MPa时煤样产生少量裂隙,轴压8 MPa时产生较多裂隙,轴压10 MPa时产生的部分裂隙又被压实;通过对CO生成量、耗氧速率和煤温度倒数1/T进行分段线性拟合,发现在低温阶段计算出的T1O2可作为不同轴压下煤氧化反应的特征温度,在高温阶段及低轴压时T^(2)_(O_(2))可作为不同轴压下煤氧化反应的特征温度。

摘要： 为了研究黄陇煤田弱黏煤在升温过程中磁性变化机制,测定升温过程中煤样的质量磁化率,与同等温度热处理后的烧变煤样对比,将煤在升温中的磁变过程划分为4个阶段,分别针对不同阶段开展弱黏煤的程序升温、工业分析及X射线衍射等实验,探究不同升温阶段导致其磁性变化的关键性因素。结果表明:在常温至200°C范围内,煤样质量磁化率由负转正缓慢升高,此阶段影响煤体磁性的主要原因是煤体中显逆磁性的含碳化合物组分由于氧化消耗而下降;在200~350°C区间,煤样中微量矿物发生化学反应生成顺磁性更强的物质,致使煤样磁化率急剧上升,平均增长率超过上一阶段10倍;350°C后磁化率开始迅速降低,500°C后平稳于0点附近,主要矿物内部微粒运动由于随温度的升高而加剧,影响磁畴磁矩的有序排列,升至居里温度时,这种影响达到极限,变化趋于稳定。

摘要： 为研究高温烘烤过后煤岩混合物的磁性变化规律,对磁法探测技术在火区范围探测提供指导,利用磁化率测定系统测定了纳林庙煤和岩石不同比例混合后煤岩混合样的磁化率,通过研究温度、粒径、磁场强度和煤岩比对样品磁化率的影响.结果表明:在常温～600°C整体范围内烘烤形成的烧变煤岩混合样的磁化率整体上随温度增高而增大,随外界磁感应强度变大而减小.烘烤温度小于400°C时,样品粒径越小磁化率越大;通过X射线衍射实验分析了高温烘烤对煤岩混合样成份与结构的影响,表明高温烘烤的过程中,赤铁矿和黄铁矿含量增加是引起磁化率升高的主要原因.最后,采用GEM系统公司的GSM-19T型质子磁力仪对纳林庙煤矿二号井重点区域进行了火区探测,圈定磁异常范围,在磁异常区域通过钻孔测温进行验证.

摘要： 通过对鄂尔多斯煤岩在常温下和升温过程中磁化率变化规律的对比,发现煤岩随温度的升高,磁化率也随之升高,通过X-射线衍射仪对加热前后煤岩的成分对比分析发现引起这种变化规律的主要原因是煤岩在升温过程中其铁磁性矿物成分在发生变化;以此做为引起煤田火区磁异常变化的依据,根据经典点的引力位场和磁位场的理论,以煤层火区为判定典型物理模型,利用泊松公式法根据引力位和磁位之间的泊松关系推导出长方体引力位的二阶导数,积分得到煤田火区磁异常正演关系式,利用Matlab对其进行计算仿真出煤层火区模型的磁异常特征.结果表明:随着埋深的增大,目标体表现出来的磁场强度的极值在不断地减小;而且到接近异常体的范围时强度的突变率也在不断的减小;随着煤田火区埋藏深度的增加,磁异常突变的程度也不断扩大到周围地区.

摘要： 磁异常是煤田火灾重要的地球物理特征,为研究高温烘烤过后岩石的磁性变化规律,对磁法在火区圈定应用的中提供有效指导,利用磁化率测定系统测定了纳林庙3-1煤顶板砂岩的磁化率,分别研究了温度、粒径以及磁场强度对样品磁化率的影响.结果表明:在25～600°C整体范围内烘烤形成的烧变岩的磁化率整体上随温度增高而增大,随外界磁感应强度变大而减小.烘烤温度小于400°C时,样品粒径越小磁化率越大;通过X射线衍射实验分析了高温烘烤对岩石成分与结构的影响,表明岩石高温烘烤的过程中,菱铁矿(FeCO3)被氧化成铁磁性物质磁铁矿(Fe3O4),这是烧变岩相对常温岩石磁性增强的主要原因.

摘要： 为给我国煤田火灾的探测与治理提供决策参考,促进我国煤田火区防控高效快速发展,通过对煤田火灾探测和治理技术进展与应用现状研究,分别探讨了煤田火灾探测的钻探法、物探法、化探法和遥感法,煤田火灾治理的直接剥离技术、控制漏风技术、火区惰化技术和吸热降温及煤体阻化技术的特点与适用性,分析了我国煤田火灾探测存在精度差,不能实现火源精确定位,治理技术不能实现快速高效治理大面积煤田火灾的问题,指出基于红外遥感、磁法和电法的多元信息探测和高温大热容煤岩体的快速降温灭火技术是未来煤田火灾探测与治理领域的发展趋势.

摘要： 针对新疆地区复杂条件下的煤田火灾,提出了高密度泡沫治理技术,通过实验测定了高密度泡沫发泡倍数、扩散半径等性能参数,验证了降温效果,并对实验过程中材料及工艺等方面存在的不足,提出了相应的改进优化措施.

摘要： 烧变岩是一种在以煤田火区为主要环境背景的复杂条件下,受燃烧变质作用和气液变质作用等影响产生的变质岩类.目前研究多聚焦于死火区岩层的岩石性质及水文地质意义,而缺乏对活火区烧变岩利用体系的研究.为了促进对烧变岩的研究,以砂岩为例分析了烧变岩的矿物成分与呈色,总结了以烧变岩为媒介探测火区的方法及其局限性,最后讨论了烧变岩层的热能回收及资源化利用.结果表明:在活火区新生的烧变岩其矿物成分随温度变化明显,而颜色随温度上升主要由铁、锰氧化物控制;根据矿物特性及热特征,烧变岩可以作为对煤火的探测依据,但探测方法均存在缺陷;热特征也体现了烧变岩蕴含一定体量的热能,可进行回收利用,而冷却后的烧变岩也具有丰富的用途.

摘要： 对磁探法、电阻率法、无线电波法、地质雷达法、气体测量法、同位素测氡法、温度法、遥感法等煤田火灾监测技术的研究现状进行了综述,对比了各技术的优缺点,指出现有煤田火灾监测技术存在环境因素限制多、成本高、自身技术局限多等问题;对煤田火灾监测技术进行了展望,指出无人机挂载红外热成像仪的低空遥感技术是煤田火灾监测技术的发展方向,并提出了以高效化、智能化、集成化为主导的发展思路.

摘要： 本文分析了煤田火灾演化形成机理与治理技术研究的进展,重点论述了国内外不同学者从煤田火灾发生、发展、演化机理和火灾治理技术等方面进行相关研究成果,主要包括煤田火灾燃烧反应动力学机理、煤田火区煤岩流—固—热耦合机理和煤田裂隙介质中传质模型、自然对流及多孔燃烧特性研究、煤田火灾探测与识别、监测与监控技术及灭控技术、工艺、材料等方面研究的成果.认为火源位置的精确探测与识别、新型灌浆灭火材料与工艺、环境影响的作用机理仍是当前亟待解决的难点问题.

摘要： 根据煤田火灾钻孔温度监测的实际需求,设计了集ZigBee技术、GPRS技术、Internet技术、嵌入式计算机控制技术、传感器技术、数据采集技术、数据库技术于一体的煤田火灾无线自组网钻孔温度远程监控系统.给出了系统的整体组成框架,对系统的功能和性能需求、工作原理和工作方式进行了分析,设计了无线测温终端、ZigBee-GPRS网关的硬件和软件及上位机监控中心系统,描述了监控系统的应用环境,给出了现场布置方法,论述了系统的监控机制,分析了工业现场的应用效果.本系统将ZigBee技术和GPRS技术相结合,实现了煤田火区钻孔温度数据短距离采集与数据的远程传输,解决了目前煤田火灾远程监控的难题.

摘要： 本文介绍了综合电磁法勘探技术及应用于煤田火灾火空区勘探的实例.

摘要： 煤田火灾是中国三北地区的重要地质灾害。

摘要： 一种防治煤田火灾的多级雾化型双相流细水雾发生装置，适用于大面积煤田火区中煤岩空洞高温区的治理。装置包括压力水供给管、多孔喷嘴与射流雾化筒体；射流雾化筒体内部依次设有冲击雾化室、混合增速室和扩散喷射室；冲击雾化室靠近多孔喷嘴端设有半球形内壁，壁面上设有斜向锥形吸气孔以连通冲击雾化室与外界环境。压力水供给管提供的压力水通过多孔喷嘴完成初次雾化；喷嘴射流产生的负压将外界空气自动吸入冲击雾化室与初次雾化的雾流碰撞，实现二次雾化；而后雾流和空气在混合增速室内进一步混合、摩擦，再次雾化；后经扩散喷射室喷至煤田火灾防治区域。该装置无需附加压气系统，结构紧凑简单，安全可靠，操作简单，便携性强，雾化程度高。

摘要： 本发明提供的煤田火灾演化过程相似模拟试验装置包括供气部、物理相似模拟部、引燃部、数据采集及分析部、起吊部。本发明中，试验箱体为价格低廉的标准件制作而成，该煤田火灾演化过程相似模拟试验装置价格低廉。本发明提供的煤田火灾演化过程相似模拟试验装置可调节倾斜角以及供气氧浓度，试验条件更加符合实际，提高了物理相似模拟试验结果的精度。本发明提供的煤田火灾演化过程相似模拟试验装置可适应不同尺寸的物理相似模型，具备较高的通用性。由于本发明中，一次物理相似模拟试验就可以收集煤层燃烧过程中的应力、温度、裂隙发育、气体体积变化、烟气成分变化等多种数据，不需要针对不同种类的数据进行不同的试验，节省了试验费用。

摘要： 本发明提供了一种煤田火灾及矸石山火灾三维温度场数字化成像方法，包括以下步骤：确定测区范围并设计无人机倾斜摄影航线以采集热红外图像及对应的GPS信息，对热红外图像进行批量化预处理并确定温度数据和色标尺颜色RGB值的对应关系，选择提取算法后计算高斯DOG金字塔的响应值图像以及特征点所处的位置和对应的尺度，采用RANSAC算法匹配特征点后通过参数计算获得TIN，利用TIN构建白模并映射纹理，采用图像色彩RGB值提取算法提取RGB值并转化为温度数据，完成构建后定位火区高温点。本发明可行性高，探测精度高，在三维可视化层面下，定位火区位置、圈定火区范围，进而指导灭火工程设计，提高灭火工作的针对性和经济性。

摘要： 本发明公开了一种煤田火灾演化模拟试验系统及方法，试验系统包括物理相似模拟单元、供气单元、引燃单元和数据采集分析单元；物理相似模拟单元包括试验箱体，试验箱体内设置有高温炉和隔热材料，高温炉上连接有角度调节机构；供气单元包括供气源、空气压缩机和第一质量流量计；引燃单元包括控温器、加热棒和温度传感器；数据采集分析单元包括计算机、声学测温组件、高温红外热成像仪、第二质量流量计、烟气分析仪、无线测温传感器、第一质量计和第二质量计。本发明系统结构简单，设计合理，实现方便，结合试验方法，能够有效应用在煤田火灾演化的模拟试验中，功能丰富，操作简便，模拟效果接近实际条件的煤田自燃情况，效果显著，便于推广。

摘要： 本发明提供的煤田火灾演化过程相似模拟试验装置包括供气部、物理相似模拟部、引燃部、数据采集及分析部、起吊部。本发明中，试验箱体为价格低廉的标准件制作而成，该煤田火灾演化过程相似模拟试验装置价格低廉。本发明提供的煤田火灾演化过程相似模拟试验装置可调节倾斜角以及供气氧浓度，试验条件更加符合实际，提高了物理相似模拟试验结果的精度。本发明提供的煤田火灾演化过程相似模拟试验装置可适应不同尺寸的物理相似模型，具备较高的通用性。由于本发明中，一次物理相似模拟试验就可以收集煤层燃烧过程中的应力、温度、裂隙发育、气体体积变化、烟气成分变化等多种数据，不需要针对不同种类的数据进行不同的试验，节省了试验费用。

摘要： 本实用新型公开了一种用于模拟煤田火灾演化的试验装置，包括试验箱体，试验箱体内设置有高温炉和隔热材料，隔热材料填充在高温炉周围，高温炉的一端转动连接在试验箱体底部，高温炉的另一端连接有角度调节机构，通过角度调节机构调节高温炉的倾角，高温炉内设置有用于引燃煤样的加热棒。本实用新型结构简单，设计合理，实现方便且成本低，能够有效应用在煤田火灾演化的模拟试验中，功能丰富、操作简便，使用效果好，便于推广使用。

摘要： 本实用新型公开了用于煤田火灾灭火的液体灭火剂运输装置，包括底板，所述底板的一侧固定连接有推板，且所述底板的底部固定连接有两对第一固定块，每对所述第一固定块上开设有通孔，所述通孔内穿过有转动杆，所述转动杆的两端均固定连接有滚轮，所述底板的顶部固定连接有箱体，所述箱体的顶部活动连接有箱盖，所述箱体内设有限位槽，所述限位槽内设有活动板，所述活动板与限位槽底部之间设有缓冲机构，且所述活动板的顶部固定连接有两个L形块，本实用新型通过一系列的结构使得本装置具有缓冲机构，且可对液体灭火剂搅拌，避免液体灭火剂发生沉淀，提高液体灭火剂的灭火效果等特点。

摘要： 本实用新型公开一种煤田火灾灭火用液体灭火剂运输装置，包括固定底座、出料机构和混匀机构,所述固定底座的上端面上设置有变频控制器，所述固定底座的上端面上设置有若干个固定柱，所述固定柱的上端设置有固定架，所述固定架上设置有储料罐，所述储料罐的上端面上设置有进料管，所述储料罐一侧的上端设置有出料管，所述进料管和出料管上均螺纹连接有密封盖，所述固定架远离出料管的一侧设置有第一安装板。本实用新型结构简单，设计合理，通过多步加压和混合空气加压，可以有效地提高液体灭火剂的喷射距离和范围，提高灭火效果和液体灭火剂的灭火率，同时可以有效地解决液体灭火剂长时间静止导致有效成分沉淀使灭火效果下降的问题。

摘要： 本实用新型公开了一种煤田火灾演化过程的相似模拟系统，涉及相似模拟技术领域。在实验箱中安装物理相似模型，物理相似模型包括下覆隔热岩层、煤层以及多个上覆岩层，通过加热棒对煤层加热，在下覆隔热岩层、煤层和上覆岩层中埋设多个铠装热电偶，由多点温度检测仪收集各个铠装热电偶检测到的温度参数，并由计算机对温度参数进行记录，改变加热棒的加热温度、数量、类型以及加热的位置来模拟不同条件下的煤田火区的燃烧情况，具有较高的实用性；通过铠装热电偶高灵敏度的温度传感功能、多点温度测试仪的信号收集转换功能以及计算机的记录功能，从而实现连续性、实时监测功能。

摘要： 本实用新型提供的煤田火灾演化过程相似模拟试验装置包括供气部、物理相似模拟部、引燃部、数据采集及分析部、起吊部。本实用新型中，试验箱体为价格低廉的标准件制作而成，该煤田火灾演化过程相似模拟试验装置价格低廉。本实用新型提供的煤田火灾演化过程相似模拟试验装置可调节倾斜角以及供气氧浓度，试验条件更加符合实际，提高了物理相似模拟试验结果的精度。由于本实用新型中，一次物理相似模拟试验就可以收集煤层燃烧过程中的应力、温度、裂隙发育、气体体积变化、烟气成分变化等多种数据，不需要针对不同种类的数据进行不同的试验，节省了试验费用。