基于ACO−KELM 的采空区遗煤温度预测模型研究 被引量：1

1

作者 翟小伟 王辰 +3 位作者 郝乐 李心田 侯钦元 马腾 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第12期128-135,共8页

现有采空区遗煤温度预测研究多侧重于温度与气体浓度之间的关系,较少考虑采空区内遗煤温度与距工作面距离及漏风风速之间的复杂非线性关系。针对该问题,提出了一种基于蚁群优化算法优化核极限学习机(ACO−KELM)的采空区遗煤温度预测模型... 现有采空区遗煤温度预测研究多侧重于温度与气体浓度之间的关系,较少考虑采空区内遗煤温度与距工作面距离及漏风风速之间的复杂非线性关系。针对该问题,提出了一种基于蚁群优化算法优化核极限学习机(ACO−KELM)的采空区遗煤温度预测模型。在葫芦素煤矿21404工作面采空区布置束管及分布式光纤,对21404工作面采空区内O_(2),CO,CO_(2)浓度和温度数据进行采集,同时结合采空区内漏风强度和距工作面水平距离构建KELM模型,通过ACO对KELM模型中的正则系数和核参数进行寻优,获得最优超参数组合,进而得到性能最优的KELM模型。与基于极限学习机(ELM)和基于随机森林(RF)算法的预测模型相比,ACO−KELM模型在测试集上的平均绝对误差为0.0701℃,均方根误差为0.0748℃,较基于ELM模型分别降低了65%和195%,较基于RF模型分别降低了53%和156%;ACO−KELM模型在测试集上的判定系数为0.9635,与训练集的判定系数仅相差0.01,说明该模型未陷入过拟合且拟合程度较高。 展开更多

关键词 采空区遗煤 煤自燃 遗煤温度预测 核极限学习机 蚁群算法 漏风强度 指标气体分析法 漏风风速

在线阅读 下载PDF 职称材料

烟气对采空区遗煤自燃特性抑制作用研究 被引量：2

2

作者 王智欣 刘立仁 +1 位作者 吕明杰 杜松 《中国煤炭》 北大核心 2024年第3期80-90,共11页

为研究烟气对采空区遗煤自燃的抑制作用,通过分析烟气中各组分对国家能源集团国神公司三道沟煤矿采空区遗煤在低温氧化过程中的气体释放特性及对煤炭的吸附量和竞争吸附选择性等特性参数的影响规律,探究了低温氧化过程中烟气组分抑制煤... 为研究烟气对采空区遗煤自燃的抑制作用,通过分析烟气中各组分对国家能源集团国神公司三道沟煤矿采空区遗煤在低温氧化过程中的气体释放特性及对煤炭的吸附量和竞争吸附选择性等特性参数的影响规律,探究了低温氧化过程中烟气组分抑制煤自燃特性的竞争吸附与稀释作用,揭示了烟气对煤自燃特性的抑制作用机制。结果表明,烟气可以通过关键组分CO_(2)的竞争吸附作用优先占据吸附位点,同时通过烟气的稀释作用降低环境中的O_(2)浓度,进而减少煤氧接触,抑制煤氧复合反应,减缓遗煤低温氧化进程。利用数值模拟采空区不同注入条件下氧化带的变化规律,注气后氧化带宽度变小,且向工作面推移,最终确定最佳注气位置为进风侧距工作面156m处,最佳注气流量为1 205m^(3)/h。 展开更多

关键词 采空区遗煤 煤自燃 电厂烟气 竞争吸附 稀释

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

移动坐标下采空区流场及遗煤瓦斯浓度场分布 被引量：6

4

作者 刘彦青 张浪 +2 位作者 李伟 桑聪 王恩 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第3期243-248,共6页

为揭示"U"型通风方式下采空区流场及遗煤瓦斯体积浓度场分布规律,采用数值模拟与现场实测对比验证的方法进行研究,利用UDF接口将工作面推进过程添加到CFD计算模型中,建立基于移动坐标下的采空区遗煤瓦斯渗流计算模型,将数值... 为揭示"U"型通风方式下采空区流场及遗煤瓦斯体积浓度场分布规律,采用数值模拟与现场实测对比验证的方法进行研究,利用UDF接口将工作面推进过程添加到CFD计算模型中,建立基于移动坐标下的采空区遗煤瓦斯渗流计算模型,将数值模拟结果与平顶山煤业(集团)公司十矿"U"型通风下20130综采工作面瓦斯涌出实测结果进行对比分析.研究结果表明:工作面推进速度越快、工作面进风巷风速越小,采空区瓦斯体积浓度和回风巷瓦斯体积浓度越高,数值模拟结果与现场实测结果相一致,验证了数值模拟结果能够真实反映实际现场情况. 展开更多

关键词 “U”型通风方式 UDF接口 工作面推进速度 工作面进风巷风速 移动坐标 采空区遗煤

在线阅读 下载PDF 职称材料

综放工作面配风量对采空区遗煤瓦斯涌出的影响研究 被引量：19

5

作者 范涛 刘彦青 +1 位作者 桑聪 程志恒 《煤炭工程》 北大核心 2018年第11期58-62,共5页

为了得到综放工作面配风量与通风方式这两个通风关键因素对采空区遗煤瓦斯涌出的影响规律,以郑煤集团新郑煤电有限责任公司11208综放工作面为研究对象,建立了综放工作面采空区遗煤瓦斯运移CFD稳态计算模型,在验证了计算模型计算结果正... 为了得到综放工作面配风量与通风方式这两个通风关键因素对采空区遗煤瓦斯涌出的影响规律,以郑煤集团新郑煤电有限责任公司11208综放工作面为研究对象,建立了综放工作面采空区遗煤瓦斯运移CFD稳态计算模型,在验证了计算模型计算结果正确性的基础上,利用该模型对U型、U+I型、偏Y型、并列双U型四种通风方式下工作面配风量对上隅角瓦斯浓度、回风巷瓦斯浓度、风排瓦斯巷瓦斯浓度、总风排瓦斯量的差异性进行了定量化分析,研究结果表明,U+I型、偏Y型与并列双U型通风方式有利于控制上隅角瓦斯浓度,但采空区风排瓦斯巷存在瓦斯超限隐患,研究结果对综放工作面通过配风量控制采空区遗煤瓦斯涌出措施具有重大的参考价值。 展开更多

关键词 综放工作面 配风量 采空区遗煤 瓦斯涌出 上隅角瓦斯浓度 通风方式

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于分形理论的采空区遗煤孔隙率研究 被引量：4

6

作者 朱建芳 宋富美 +2 位作者 段嘉敏 申家辉 李季 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第32期112-117,共6页

自燃是煤矿的主要灾害,采空区自燃直接影响到回采工作面的生产,甚至能够造成严重的恶性事故。遗煤的存在是造成采空区自燃的根源,采空区内遗煤属于颗粒堆积型多孔介质范畴。由于遗煤颗粒形状相似但粒径大小差别巨大,具有分形特征。基于... 自燃是煤矿的主要灾害,采空区自燃直接影响到回采工作面的生产,甚至能够造成严重的恶性事故。遗煤的存在是造成采空区自燃的根源,采空区内遗煤属于颗粒堆积型多孔介质范畴。由于遗煤颗粒形状相似但粒径大小差别巨大,具有分形特征。基于分形理论建立了采空区遗煤的粒径质量分布分形维数模型,并从实际的采空区内取煤样进行筛分对粒径分布特征进行了分析,通过分析计算得出六合煤矿和阜生煤矿的分形维数分别为2.2596和2.0554。分析影响煤自燃的孔隙主要是外部孔隙,对筛分出来的不同粒径的煤进行了外部孔隙率的测定,结合粒径分布的分形维数,对采空区遗煤的孔隙率进行了分析。通过研究粒径分布分形维数来分析采空区内的孔隙率分布,为采空区内孔隙率的研究提供了一个新思路。 展开更多

关键词 采空区遗煤 粒径分布 分形维数 孔隙率

在线阅读 下载PDF 职称材料

浅埋深易自燃煤层沿空留巷采空区自燃三带分布特征 被引量：1

7

作者 尚存久 杨腾龙 +1 位作者 张有刚 王帅锋 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期185-190,共6页

为厘清浅埋深、易自燃煤层沿空留巷采空区自燃“三带”分布特征,通过预埋高压胶管、高强度钢管防护测温光纤和监测束管的方式,动态监测沿空留巷采空区氧气和温度变化特征,借助数值模拟软件,判定采空区自燃“三带”分布范围。结果表明:31... 为厘清浅埋深、易自燃煤层沿空留巷采空区自燃“三带”分布特征,通过预埋高压胶管、高强度钢管防护测温光纤和监测束管的方式,动态监测沿空留巷采空区氧气和温度变化特征,借助数值模拟软件,判定采空区自燃“三带”分布范围。结果表明:31116沿空留巷采空区架间测点氧气浓度随工作面推进整体呈下降趋势,回风巷测点氧气浓度受隅角漏风干扰出现局部反升趋势,基于光纤测温数据,温度变化不能作为锦界煤矿沿空留巷采空区自燃“三带”划分的依据,受风流运移和局部漏风影响,31116采空区氧气浓度回风侧略高于进风侧,最终得到31116采空区进风侧氧化带范围为140.4~313.3 m,中部201.2~351.6 m,回风侧153.2~328.1 m,依据采空区遗煤量、地质特点等因素,综合判定工作面正常生产条件下最小推进速度为3.3 m/d。 展开更多

关键词 沿空留巷 采空区遗煤 “三带”分布 氧气浓度 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

工作面推进度对采空区遗煤瓦斯涌出的影响研究 被引量：3

8

作者 刘彦青 许兴林 +3 位作者 孙依沛 刘潮 李彦峰 樊金龙 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第S2期134-137,149,共5页

运用UDF程序接口将工作面推进过程、采空区孔隙率与渗透率“O”形圈分布函数、采空区遗煤瓦斯放散速率公式添加到FLUENT流体计算模型中,建立了移动坐标下采空区遗煤瓦斯渗流计算模型及回采巷道内瓦斯弥散运移计算模型,在此基础上对U型、... 运用UDF程序接口将工作面推进过程、采空区孔隙率与渗透率“O”形圈分布函数、采空区遗煤瓦斯放散速率公式添加到FLUENT流体计算模型中,建立了移动坐标下采空区遗煤瓦斯渗流计算模型及回采巷道内瓦斯弥散运移计算模型,在此基础上对U型、U+I型、偏Y型与并列双U型4种通风方式下的风流场及瓦斯浓度场进行了模拟计算,研究了4种通风方式下工作面推进速度对采空区瓦斯遗煤涌出的影响,定量对比了4种通风方式下采场巷道和采空区的瓦斯浓度场分布、上隅角瓦斯浓度、回风巷瓦斯浓度、采空区排瓦斯巷道瓦斯浓度、采空区总风排瓦斯量的差异性,研究结果论证了U+I型、偏Y型与并列双U型通风方式有利于控制上隅角瓦斯浓度,研究结果对工作面回采过程中采空区瓦斯涌出预测具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 UDF接口 工作面通风方式 工作面推进速度 采空区遗煤

在线阅读 下载PDF 职称材料

小煤矿采空区遗煤复采技术研究 被引量：6

9

作者 息金波 杨光 《煤炭工程》 北大核心 2015年第9期11-14,共4页

为了回收整合前小煤矿采空区遗留的煤炭资源,统计估算了娄烦矿区整合煤矿遗留煤量,分析了整合煤矿存在的采空区及小窑破坏区的各种遗煤形式,并针对大巷及巷柱式采煤空巷、"穿糖葫芦"式采煤法造成的采空区、长壁采煤法造成的... 为了回收整合前小煤矿采空区遗留的煤炭资源,统计估算了娄烦矿区整合煤矿遗留煤量,分析了整合煤矿存在的采空区及小窑破坏区的各种遗煤形式,并针对大巷及巷柱式采煤空巷、"穿糖葫芦"式采煤法造成的采空区、长壁采煤法造成的采空区等遗煤形式分别采用与其相适应的复采技术,结果表明对娄烦矿区整合煤矿采空区遗煤复采不但技术可行,而且经济效益显著。 展开更多

关键词 小煤矿 采空区遗煤 复采技术 巷柱式采煤空巷 长壁采煤法

在线阅读 下载PDF 职称材料

采空区煤自燃阶段特性与瓦斯爆炸的动力学关系研究 被引量：6

10

作者 尹彬 张伟光 +1 位作者 陆卫东 贾宝山 《煤炭工程》 北大核心 2017年第5期99-102,共4页

为探究采空区遗煤自燃阶段特性与瓦斯爆炸的动力学关系,针对采空区遗煤自然发火三个阶段的不同特点,以定容反应器为模型,采用数值计算软件CHEMKIN模拟了自然发火不同阶段不同工况下,瓦斯爆炸前后关键反应基元步及爆炸时间的变化。计算... 为探究采空区遗煤自燃阶段特性与瓦斯爆炸的动力学关系,针对采空区遗煤自然发火三个阶段的不同特点,以定容反应器为模型,采用数值计算软件CHEMKIN模拟了自然发火不同阶段不同工况下,瓦斯爆炸前后关键反应基元步及爆炸时间的变化。计算结果对比分析表明:缓慢氧化阶段对瓦斯爆炸表现为抑制作用;加速氧化阶段对瓦斯爆炸表现较为复杂;激烈氧化阶段对瓦斯爆炸表现为促进作用。同时,数值计算结果与实验室测试结果基本一致。 展开更多

关键词 采空区遗煤 煤自燃 瓦斯爆炸 氧化阶段 化学动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同风量下采空区自燃三带判定及防灭火技术 被引量：34

11

作者 段春生 雷炎云 +2 位作者 李世雄 许金钟 徐永亮 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第1期62-65,共4页

为了研究不同风量下采空区自燃三带的范围变化,以磁窑沟煤矿10-2煤层为研究对象,采用数值模拟分析了不同风量下采空区的自燃三带的变化规律。结果表明:随风量的增加,氧化带的边界向采空区深部延伸,距工作面的距离也逐渐加大;工作面风量... 为了研究不同风量下采空区自燃三带的范围变化,以磁窑沟煤矿10-2煤层为研究对象,采用数值模拟分析了不同风量下采空区的自燃三带的变化规律。结果表明:随风量的增加,氧化带的边界向采空区深部延伸,距工作面的距离也逐渐加大;工作面风量的影响由大到小依次为:回风巷侧、进风巷侧、采空区中部;且回风巷远离工作面的边界较进风巷侧、采空区中部受风量影响大得多。根据研究结果及现场实际提出采用高强复合发泡堵漏防灭火技术,采用该封堵技术可使采空区氧化带向工作面靠近,并且在相同风量条件下进行封堵比未进行封堵时氧化带的宽度明显减小。 展开更多

关键词 采空区遗煤 自燃煤层 氧化带 防灭火

在线阅读 下载PDF 职称材料

采空区瓦斯抽采钻孔参数及注氮防灭火研究 被引量：12

12

作者 崔传发 《工矿自动化》 北大核心 2020年第3期12-20,共9页

钻孔抽采能够影响采空区内部风流的运动,从而导致采空区流场发生变化,增加工作面向采空区的漏风,同时钻孔周围呈现负压状态,漏风风流也不断向钻孔周围补充,采空区煤体在漏风集中区域呈现氧化升温状态,存在采空区遗煤自燃问题。针对上述... 钻孔抽采能够影响采空区内部风流的运动,从而导致采空区流场发生变化,增加工作面向采空区的漏风,同时钻孔周围呈现负压状态,漏风风流也不断向钻孔周围补充,采空区煤体在漏风集中区域呈现氧化升温状态,存在采空区遗煤自燃问题。针对上述问题,研究了钻孔抽采条件下采空区最优注氮防灭火方案。以白龙山煤矿10201工作面为背景,用数值模拟软件对工作面采空区进行仿真,分析了不同抽采参数下的采空区流场和温度场分布,依据合理钻孔参数确定了最优注氮条件。结果表明:抽采负压为30kPa时瓦斯抽采效果良好,氧化升温带增幅相对较低;钻孔间距为6m时抽采效果佳且工程量较小;进风侧注氮口与工作面距离为75m、注氮流量为1 500m^3/h时,可以很好地缩小氧化升温带宽度并节约成本。实际应用结果表明:综放工作面及上隅角瓦斯体积分数得到了有效控制,均低于1%;抽采管路及上隅角CO体积分数分别低于0.040%,0.032%,采空区煤体未发生自燃,采空区瓦斯抽采和注氮取得了良好的应用效果。 展开更多

关键词 采空区遗煤自燃 瓦斯抽采 注氮防灭火 合理钻孔参数 最优注氮条件 氧化升温带

在线阅读 下载PDF 职称材料

浅埋综放开采地表漏风对遗煤自燃的影响及治理 被引量：19

13

作者 赵启峰 何洪瑞 +2 位作者 张建伟 张景钢 王玉怀 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第3期65-69,共5页

针对平朔矿区浅埋综放开采地表裂缝漏风问题,分析了地表漏风原因及其对采空区遗煤自燃的危害,采用"地表气压与井下采空区气压差、工作面进风巷与回风巷风量差、示踪气体地面瞬时释放法"确定地表漏风各参数:9203工作面回风巷... 针对平朔矿区浅埋综放开采地表裂缝漏风问题,分析了地表漏风原因及其对采空区遗煤自燃的危害,采用"地表气压与井下采空区气压差、工作面进风巷与回风巷风量差、示踪气体地面瞬时释放法"确定地表漏风各参数:9203工作面回风巷风量比进风巷风量大,差值为81 m3/min,地面空气经地表裂隙流入采空区,最低漏风风速为0.097 m/s。根据漏风测试结果,提出了"地面封堵裂缝防漏风+采空区注氮防灭火+回采工艺及组织管理改革"的综合防范与治理措施。现场实践表明,上述措施有效控制了浅埋综放开采地表漏风和采空区遗煤自燃,保证了工作面安全回采。 展开更多

关键词 地表裂缝 地表漏风 采空区遗煤自燃 示踪气体 通道封堵

在线阅读 下载PDF 职称材料

纳米Fe_(3)O_(4)在煤微生物降解产CH_(4)过程中的催化作用

14

作者 赵发军 邓奇根 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期42-50,共9页

目的为了研究纳米Fe_(3)O_(4)在微生物降解煤产甲烷(CH_(4))过程中的催化作用,方法采用晋城矿区矿井水和中原油田土壤中的两种菌群(厌氧消化菌,义马矿区)的煤样,考查温度和纳米Fe_(3)O_(4)添加量对反应体系产CH_(4)摩尔浓度的影响,分析... 目的为了研究纳米Fe_(3)O_(4)在微生物降解煤产甲烷(CH_(4))过程中的催化作用,方法采用晋城矿区矿井水和中原油田土壤中的两种菌群(厌氧消化菌,义马矿区)的煤样,考查温度和纳米Fe_(3)O_(4)添加量对反应体系产CH_(4)摩尔浓度的影响,分析产CH_(4)过程中伴随气体CO_(2)和H_(2)的摩尔浓度变化及其对CH_(4)摩尔浓度的影响,评估厌氧消化产CH_(4)反应体系中铁的作用和最大负载量。结果通过分析厌氧性产CH_(4)古菌和多环芳烃分解菌共营降解煤的生物化学过程,认为煤降解产CH_(4)厌氧反应由两个主要步骤组成:一是稠环芳烃活化的羧化反应,该反应使煤被多环芳烃分解菌降解为甲苯酚和2-萘甲酸等化合物;二是产甲烷古菌利用煤分解产生的有机酸、甲基和气体等,通过辅酶的生物化学反应生成CH_(4),该过程CH_(4)产气量随温度升高而增大,起始反应需要大量CO_(2)气体。在产甲烷古菌和多环芳烃分解菌共营系统中添加纳米Fe_(3)O_(4)后,产CH_(4)量增加了39.6%~50.8%。纳米Fe_(3)O_(4)对生物化学过程的催化作用表现在促进中间产物(H_(2)和CO_(2)等)的生成,同时生物化学反应通过消耗H_(2)和含氧有机物并生成液态水以降低密闭实验系统的气体总压力,使催化反应持续正向进行。结论纳米Fe_(3)O_(4)对微生物降解煤产CH_(4)的催化作用需要多菌种互营环境,催化过程中存在最佳负载量。 展开更多

关键词 采空区遗煤 纳米Fe_(3)O_(4) 产甲烷古菌 细菌共营 煤层气 催化

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态CO_2灌注技术在矿井防灭火中的应用与分析 被引量：25

15

作者 王刚 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第S1期89-93,共5页

阐述了CO_2的性质及其防灭火原理,介绍了神东矿井液态CO_2灌注系统和工艺,并结合补连塔煤矿采空区遗煤自燃后灌注液态CO_2防灭火的应用实例,分析了液态CO_2在神东矿区矿井防灭火中应用效果。

关键词 液态二氧化碳 采空区遗煤自燃 矿井 防灭火

在线阅读 下载PDF 职称材料

老石旦煤矿031601工作面自然发火的原因分析与灭火实践 被引量：5

16

作者 周连春 王滨 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第1期44-47,53,共5页

针对老石旦煤矿采空区自燃的事实,认真分析了老石旦煤矿031601工作面自然发火的原因,并且根据实际情况采取了井下注液氮、利用井下移动制氮机和地面制氮机向火区注氮气,并在地面填堵采空区上覆地表裂缝等综合防灭火措施,收到了良好的防... 针对老石旦煤矿采空区自燃的事实,认真分析了老石旦煤矿031601工作面自然发火的原因,并且根据实际情况采取了井下注液氮、利用井下移动制氮机和地面制氮机向火区注氮气,并在地面填堵采空区上覆地表裂缝等综合防灭火措施,收到了良好的防灭火效果,保证了矿井的安全生产。 展开更多

关键词 采空区遗煤 自然发火 防灭火 老石旦煤矿

在线阅读 下载PDF 职称材料