煤田露头火区标志性气体确定的试验研究及应用 被引量：14

1

作者 王文才 张培 +3 位作者 任春雨 尚东 郭振坤 陈政 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第3期55-59,128,共6页

为了研究煤田露头火区标志性气体及其与火区温度的关系,制作了煤田露头火区试验装置。在该试验条件上,提出焦煤在自燃升温期的30-130、130-190及190℃以上3个区间时,分别以CO、C2H4、C2H2作为标志性气体;在阴燃稳定期,以CO作为标志性气... 为了研究煤田露头火区标志性气体及其与火区温度的关系,制作了煤田露头火区试验装置。在该试验条件上,提出焦煤在自燃升温期的30-130、130-190及190℃以上3个区间时,分别以CO、C2H4、C2H2作为标志性气体;在阴燃稳定期,以CO作为标志性气体;在窒息降温期的300-160℃及160℃以下时,分别以C2H6和CO作为标志性气体;分析了格氏火灾系数R2判别火区发展状况的可行性,拟合出了标志性气体浓度与火区温度以及R2与火区温度的关系方程。结果表明,煤田露头火区标志性气体的种类与采空区自燃火区的基本相同,但其产生的最低温度不同,即煤体吸附气体出现的最低温度较高,而煤体氧化气体出现的最低温度较低;依据关系方程和R2,可以方便地预测煤田露头火区的温度和发展状况。 展开更多

关键词 煤田露头火区 标志性气体 火区温度 格氏火灾系数

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煤样标志性气体选择的实验研究 被引量：15

2

作者 刘艳红 姚建 《煤矿开采》 北大核心 2009年第4期93-95,共3页

结合某矿采空区的发火现状对标志性气体选择进行了系统的实验研究,确定了CO,C2H4,C3H6,C3H8,C2H4/C2H6等气体在适当条件下可以作为该矿煤层自然发火的标志性气体。实验结果可以直接指导煤矿生产,从而减少采空区发火的次数和影响范围,降... 结合某矿采空区的发火现状对标志性气体选择进行了系统的实验研究,确定了CO,C2H4,C3H6,C3H8,C2H4/C2H6等气体在适当条件下可以作为该矿煤层自然发火的标志性气体。实验结果可以直接指导煤矿生产,从而减少采空区发火的次数和影响范围,降低由此而造成的人员伤亡、财产以及煤炭资源的损失。 展开更多

关键词 标志性气体 煤自燃 预测预报

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采空区遗煤氧化标志性伴生气体对瓦斯爆炸的影响 被引量：6

3

作者 贾宝山 肖明慧 +3 位作者 尹彬 李春苗 李宗翔 李守国 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第4期56-61,共6页

为了研究采空区遗煤氧化过程中标志性伴生气体对瓦斯爆炸的影响,通过对煤样进行试验测定,确定遗煤升温不同阶段的标志性伴生气体。基于动力学模型CHEMKIN中Senkin的GRI 3.0甲烷燃烧反应机理,在定容条件下设定加速、激烈氧化2个阶段瓦斯... 为了研究采空区遗煤氧化过程中标志性伴生气体对瓦斯爆炸的影响,通过对煤样进行试验测定,确定遗煤升温不同阶段的标志性伴生气体。基于动力学模型CHEMKIN中Senkin的GRI 3.0甲烷燃烧反应机理,在定容条件下设定加速、激烈氧化2个阶段瓦斯与标志性伴生气体体积分数,模拟计算瓦斯爆炸温度、压力、中间产物及关键反应步敏感性系数。结果表明:随着标志性伴生气体体积分数的增加,在加速氧化阶段,爆炸时间提前了约0.003 0 s,爆炸压力及温度分别升高了约0.012 MPa和30 K;在激烈氧化阶段,爆炸时间提前了约0.000 2 s,爆炸压力升高了约0.007 MPa,两阶段自由基OH体积分数均逐渐降低,促进甲烷生成的关键反应步敏感性系数降低幅度均较大,即促进了瓦斯爆炸。 展开更多

关键词 采空区遗煤氧化 标志性伴生气体 瓦斯爆炸 敏感性系数

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龙滩煤矿K1煤层自燃标志气体及其临界值研究 被引量：7

4

作者 王毅 周余 +2 位作者 罗广 张定山 陈占全 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2023年第6期98-103,共6页

煤层自燃引发的煤矿火灾严重影响煤矿安全生产。为提前做好煤层自燃预测预防工作,以龙滩煤矿3122S回采工作面为研究对象,结合实验室煤自燃实验和现场标志性气体测试,对3122S回采工作面煤层自燃标志性气体临界值进行确定。通过煤样程序... 煤层自燃引发的煤矿火灾严重影响煤矿安全生产。为提前做好煤层自燃预测预防工作,以龙滩煤矿3122S回采工作面为研究对象,结合实验室煤自燃实验和现场标志性气体测试,对3122S回采工作面煤层自燃标志性气体临界值进行确定。通过煤样程序升温氧化实验,得到煤自燃产生的各气体浓度随温度变化规律,确定选取CO、乙烯C_(2)H_(4)为主要标志性气体;根据模糊统计数学方法计算出3122S回采工作面煤层煤样自燃临界温度为87℃;拟合现场实测的CO质量浓度和温度,代入煤样自燃临界温度计算得到标志性气体CO质量浓度临界值为88.50 mg/L,C2H4质量浓度临界值根据实验所测为0.90 mg/L。根据现场监测的标志性气体的临界值和温度双重预防煤自燃引发的火灾。 展开更多

关键词 煤自燃 标志性气体 CO 温度 临界值

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双马煤矿4-1煤层自然发火标志气体及临界值研究 被引量：16

5

作者 彦鹏 黄光利 +1 位作者 张仰强 胡全宏 《矿业安全与环保》 北大核心 2020年第2期85-89,98,共6页

双马煤矿主采煤层具有自然发火期短、易自燃等特征,为确定合理的煤自然发火预测预报指标,以该矿主采的4-1煤层为研究对象,采用实验分析、现场测试和统计分析等方法,对4-1煤层自然发火标志气体及临界值进行了研究。根据4-1煤层煤样氧化... 双马煤矿主采煤层具有自然发火期短、易自燃等特征,为确定合理的煤自然发火预测预报指标,以该矿主采的4-1煤层为研究对象,采用实验分析、现场测试和统计分析等方法,对4-1煤层自然发火标志气体及临界值进行了研究。根据4-1煤层煤样氧化实验与现场实际观测,优选出4-1煤层自然发火标志气体,确定了综采工作面上隅角CO体积分数安全管理值及自燃临界值。在此基础上,建立了煤层自然发火分级预警响应与防灭火技术管理体系。结果表明:CO、C2H4、C2H2、C3H8是双马煤矿4-1煤层自然发火标志性气体;Ⅰ0104105工作面上隅角CO体积分数安全管理值为60×10^-6,自燃临界值为430×10^-6;对应建立了煤层自然发火蓝色(Ⅰ级)、黄色(Ⅱ级)、橙色(Ⅲ级)、红色(Ⅳ级)4级预警响应体系。 展开更多

关键词 综采工作面 自然发火 标志性气体 临界值 安全管理浓度

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七五煤矿■煤层自然发火各阶段指标气体优选研究 被引量：4

6

作者 李昭水 王帅 +1 位作者 邓海宾 徐俊 《中国煤炭》 2019年第4期99-104,共6页

针对七五煤矿3~#煤层217工作面自然发火问题,通过煤低温氧化试验和灰色关联度分析相结合的方法,优选了自然发火指标各阶段标志性气体的预测指标。通过试验研究得出:在煤自燃早期CO与煤温具有良好的对应关系,可使用CO单个指标进行煤自燃... 针对七五煤矿3~#煤层217工作面自然发火问题,通过煤低温氧化试验和灰色关联度分析相结合的方法,优选了自然发火指标各阶段标志性气体的预测指标。通过试验研究得出:在煤自燃早期CO与煤温具有良好的对应关系,可使用CO单个指标进行煤自燃早期预测预报。而在加速氧化阶段:乙烯(C_2H_4)、乙烷(C_2H_6)、丙烷(C_3H_8)、烯烷比(C_2H_4/C_2H_6)和链烷比(C_3H_8/CH_4)等随煤温升高普遍呈现较好的规律性。基于灰色关联度分析,进一步区分预测指标可信度。通过计算煤加速氧化阶段各气体指标与煤氧化温度之间的灰色关联度,得出七五煤矿3~#煤层加速氧化阶段首选预报指标为C_3H_8/CH_4,第二预测指标为CO,第三预测指标为C_2H_6。该研究成果提高了煤自燃预测结果的准确性,为七五煤矿217工作面自然发火治理提供科学依据及理论指导。 展开更多

关键词 煤炭开采 煤炭自燃 标志性气体 灰色关联度分析 预测指标

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基于Transformer的矿井内因火灾时间序列预测方法 被引量：8

7

作者 王树斌 王旭 +1 位作者 闫世平 王珂 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第3期65-70,91,共7页

传统的基于机器学习的矿井内因火灾预测方法尽管具备一定的预测能力,然而在处理复杂的多变量数据时不能有效捕捉数据间的全局依赖关系,导致预测精度较低。针对上述问题,提出了一种基于Transformer的矿井内因火灾时间序列预测方法。首先... 传统的基于机器学习的矿井内因火灾预测方法尽管具备一定的预测能力,然而在处理复杂的多变量数据时不能有效捕捉数据间的全局依赖关系,导致预测精度较低。针对上述问题,提出了一种基于Transformer的矿井内因火灾时间序列预测方法。首先,采用Hampel滤波器和拉格朗日插值法对数据进行异常值检测和缺失值填补。然后,利用Transformer的自注意力机制对时间序列数据进行特征提取及趋势预测。最后,通过调节滑动窗口的大小与步长,在不同的时间步长和预测长度下对模型进行不同时间维度的训练。结合气体分析法将矿井火灾产生的标志性气体(CO,O_(2),N_(2),CO_(2),C_(2)H_(2),C_(2)H4,C_(2)H_(6))作为模型输入变量,其中CO作为模型输出的目标变量,O_(2),N_(2),CO_(2),C_(2)H_(2),C_(2)H4,C_(2)H_(6)作为模型输入的协变量。选取陕煤集团柠条塔煤矿S1206回风隅角火灾预警的束管数据进行实验验证,结果表明:①对CO进行单变量预测和多变量预测,多变量预测相比单变量预测有着更高的预测精度,说明多变量预测能通过捕捉序列间的相关性提高模型的预测精度。②当时间步长固定时,基于Transformer的矿井内因火灾预测模型的预测精度随着预测长度的增加而下降。当预测长度固定时,模型的预测精度随时间步长增加而提高。③Transformer算法的预测精度较长短时记忆(LSTM)算法和循环神经网络(RNN)算法分别提高了7.1%~12.6%和20.9%~24.9%。 展开更多

关键词 矿井内因火灾 TRANSFORMER 时间序列 标志性气体 自注意力机制

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井下煤自燃高温探测技术现状分析 被引量：12

8

作者 王正辉 《矿业安全与环保》 北大核心 2011年第5期71-73,共3页

为选择适用的高温火区探测方法,按照煤矿井下高温火源的发生特点和发展规律对探测技术的要求,根据探测原理对煤矿井下煤自燃高温探测方法进行了归类。分析了影响井下煤自燃高温探测的复杂条件和探测方法的适用性,对探测技术和相关研究... 为选择适用的高温火区探测方法,按照煤矿井下高温火源的发生特点和发展规律对探测技术的要求,根据探测原理对煤矿井下煤自燃高温探测方法进行了归类。分析了影响井下煤自燃高温探测的复杂条件和探测方法的适用性,对探测技术和相关研究的发展趋势进行了探讨。 展开更多

关键词 煤炭自燃 标志性气体 高温 探测

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N_2和CO_2对煤明火燃烧灭火性能的对比实验研究 被引量：5

9

作者 郭志国 吴兵 《矿业科学学报》 2017年第2期150-157,共8页

为掌握N_2和CO2对煤明火燃烧过程的不同灭火效果,采用自主研制的煤明火燃烧实验装置,对平煤八矿煤样进行了通入相同流量N_2和CO2气体灭火剂的煤明火燃烧灭火实验,测定了在煤有焰燃烧和阴燃熄灭阶段的温度场温度、标志性气体(O2、CO和CH4... 为掌握N_2和CO2对煤明火燃烧过程的不同灭火效果,采用自主研制的煤明火燃烧实验装置,对平煤八矿煤样进行了通入相同流量N_2和CO2气体灭火剂的煤明火燃烧灭火实验,测定了在煤有焰燃烧和阴燃熄灭阶段的温度场温度、标志性气体(O2、CO和CH4)组分、热释放速率以及火焰图像面积的变化规律。结果表明:相比于煤自由燃烧,在煤有焰燃烧阶段,通入CO2时明火火焰熄灭时间、煤温上升速度、耗氧量、热释放速率以及CO和CH4浓度的下降速度比通入N_2时更低;同时,通入CO2时火焰图像面积呈指数下降,而通入N_2时呈线性下降;在煤阴燃熄灭阶段,通入CO2时煤温、CO和CH4浓度下降速度比通入N_2时的更高,而通入CO2时的耗氧量和热释放速率比通入N_2时的更低;说明CO2比N_2具有更好的熄灭煤明火燃烧的能力。 展开更多

关键词 N2 CO2 煤明火燃烧 标志性气体 火焰图像 灭火性能

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CO_2对受限空间煤明火燃烧的灭火机理

10

作者 郭志国 吴兵 +1 位作者 陈娟 徐紫瑶 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期59-66,共8页

为探究不同体积分数CO_2对受限空间煤明火燃烧的灭火机理和灭火效率,采用自主研制的煤明火燃烧实验装置,对平煤八矿煤样进行了通入3种不同体积分数CO_2和持续时间条件下的煤明火燃烧灭火实验,测定了煤燃烧过程中温度、标志性气体(O_2、C... 为探究不同体积分数CO_2对受限空间煤明火燃烧的灭火机理和灭火效率,采用自主研制的煤明火燃烧实验装置,对平煤八矿煤样进行了通入3种不同体积分数CO_2和持续时间条件下的煤明火燃烧灭火实验,测定了煤燃烧过程中温度、标志性气体(O_2、CO和CH_4)组分体积分数以及热释放速率的变化规律;同时利用化学动力学软件CHEMKIN模拟了不同体积分数CO_2熄灭CH_4/O_2火焰中主要自由基体积分数、反应物与燃烧产物体积分数随火焰高度的变化关系,以此分析了CO_2抑制煤有焰燃烧的作用机理.结果表明:CO_2体积分数越高,在煤有焰燃烧阶段,CH_4燃烧火焰中的自由基H、O和OH的生成速率越低,因此火焰熄灭得越快,煤体温度上升速度、耗氧量和热释放速率越低,同时,CO和CH_4体积分数的下降速度越小;而在煤阴燃熄灭阶段,煤体温度、CO和CH_4体积分数的下降速度越快,耗氧量和热释放速率则进一步减小.由此说明CO_2的体积分数越高,对煤明火燃烧熄灭全过程的灭火效率越高,但只通入CO_2 10,min,则会发生复燃. 展开更多

关键词 CO2 煤明火燃烧 标志性气体 热释放速率 灭火效率

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CO_(2)防控氧化煤复燃效率的试验研究 被引量：8

11

作者 郭志国 王蓉 +2 位作者 张俊 陈荣芳 周令剑 《矿业科学学报》 CSCD 2021年第2期160-165,共6页

为掌握不同体积分数CO_(2)对氧化煤复燃过程的抑制效果,采用自主研制的煤自燃氧化程序升温试验装置,对平煤八矿煤样分别通入体积分数为10%、20%、30%和40%的CO_(2)进行试验研究,测定了煤初次和二次氧化升温过程中的耗氧速率、CO产生率... 为掌握不同体积分数CO_(2)对氧化煤复燃过程的抑制效果,采用自主研制的煤自燃氧化程序升温试验装置,对平煤八矿煤样分别通入体积分数为10%、20%、30%和40%的CO_(2)进行试验研究,测定了煤初次和二次氧化升温过程中的耗氧速率、CO产生率以及表观活化能的变化规律。结果表明:与煤在纯空气条件下的氧化自燃相比,不同体积分数的CO_(2)对煤氧化升温过程均具有抑制作用。同时,通入的CO_(2)体积分数越大,煤初次和二次氧化升温过程的耗氧速率和CO产生率越低,表观活化能越高,即CO_(2)的体积分数越大,对氧化煤复燃过程的抑制效果越好。 展开更多

关键词 CO_(2) 氧化煤燃烧 标志性气体 表观活化能 抑制效能

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补连塔煤矿不同含水率遗煤升温氧化特性研究 被引量：1

12

作者 秦清河 宋小林 《中国煤炭》 2022年第S01期118-124,共7页

针对补连塔煤矿上覆采空区积水状况,进行了遗煤吸水失水特性研究,模拟其积水采空区遗煤的吸水过程,并以此为研究基础对补连塔煤矿遗煤进行自燃程序升温实验,得出补连塔煤矿1号煤层不同含水比率条件下煤的氧化产物的生成规律。结果表明,... 针对补连塔煤矿上覆采空区积水状况,进行了遗煤吸水失水特性研究,模拟其积水采空区遗煤的吸水过程,并以此为研究基础对补连塔煤矿遗煤进行自燃程序升温实验,得出补连塔煤矿1号煤层不同含水比率条件下煤的氧化产物的生成规律。结果表明,补连塔煤样原始含水率在6%左右,煤矿不同粒径组块煤的最大吸水率相差很小,在14%左右;不同含水率煤样90℃前氧化速率低于原始煤样,在90℃后氧化速率高于原始煤样;含水率为39.9%时在低温阶段抑制了煤的氧化反应;C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、C_(3)H_(8)可作为补连塔煤矿煤自燃反应进入氧化反应加速阶段的标志性气体。 展开更多

关键词 含水煤 含水率 升温氧化 标志性气体 遗煤自燃

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煤自燃“三位一体”预测预报技术研究 被引量：9

13

作者 郁亚楠 赵庆伟 《煤炭工程》 北大核心 2020年第S01期143-147,共5页

针对唐家会矿工作面回采过程中回风隅角一氧化碳浓度高、深部采空区氧气浓度大、回风流中检测到一定浓度的氧化碳气体等问题,通过对唐家会矿6号煤层自然发火实验进行分析,提出了单指标气体(CO)、综合指标(CO和O2气体浓度、火灾系数1000&... 针对唐家会矿工作面回采过程中回风隅角一氧化碳浓度高、深部采空区氧气浓度大、回风流中检测到一定浓度的氧化碳气体等问题,通过对唐家会矿6号煤层自然发火实验进行分析,提出了单指标气体(CO)、综合指标(CO和O2气体浓度、火灾系数1000×(+ΔCO/-ΔO2))、标志气体(C2H6、C2H4)"三位一体"的预测预报技术,即:单一指标能直观感觉煤体氧化程度;综合指标可分析煤体氧化程度及达到的温度;标志性气体的生成及持续增大可直接判定煤体氧化达到的温度范围。三者相结合显著提高了煤体自然发火预报的效率及可靠性,并对其应用效果进行了考察,在矿井防灭火应用中取得了显著的经济效益和安全效益。 展开更多

关键词 自然发火 “三位一体”预测预报 防灭火技术 标志性气体

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氧化煤低温氧化特性及演化规律 被引量：7

14

作者 陈荣芳 郭志国 +1 位作者 张俊 赵宇 《矿业科学学报》 CSCD 2022年第4期498-504,共7页

为了探究氧化煤的低温氧化特性及演变规律,采用程序升温实验系统,对平煤八矿煤样分别预氧化至60℃、90℃、120℃、150℃、180℃、210℃时通入N_(2)绝氧降温形成的氧化煤,进行低温氧化程序升温实验;为进一步揭示不同灭火条件下形成的氧... 为了探究氧化煤的低温氧化特性及演变规律,采用程序升温实验系统,对平煤八矿煤样分别预氧化至60℃、90℃、120℃、150℃、180℃、210℃时通入N_(2)绝氧降温形成的氧化煤,进行低温氧化程序升温实验;为进一步揭示不同灭火条件下形成的氧化煤低温氧化行为特征,对煤样预氧化至120℃时,通入3种不同体积分数N_(2)灭火后形成的氧化煤,开展低温氧化程序升温测试,测定这两类氧化煤低温氧化过程耗氧速率、标志性气体(CO、CO_(2))产生率以及放热强度的变化规律。结果表明:氧化煤的耗氧速率、标志性气体产生率和放热强度均小于原煤;预氧化至90℃煤样的自燃特性参数更接近原煤,说明预氧化至临界温度的煤更易发生复燃;而预氧化至120℃时通入N_(2)的体积分数越高,这类氧化煤的自燃特征参数越接近原煤,说明通入N_(2)体积分数越高的煤复燃能力越强。因此,开采近距离煤层群、复采工作面以及启封火区等区域的煤体时,应防范其发生复燃。 展开更多

关键词 氧化煤 复燃行为 耗氧速率 标志性气体 放热强度

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