新型无机封堵材料在破碎煤体区段防治煤自燃中的应用

1

作者 张长远 汤笑飞 陈涛 《煤炭科技》 2025年第2期122-126,共5页

某矿9113工作面辅运破碎煤体区段由于漏风煤体发生氧化自燃并形成高温氧化区域,为有效防治煤体自燃以及高温氧化区域有毒有害气体外泄,利用一种新型无机封堵材料对其进行充填后再喷涂,封堵漏风裂隙。应用结果表明,新型无机封堵材料的应... 某矿9113工作面辅运破碎煤体区段由于漏风煤体发生氧化自燃并形成高温氧化区域,为有效防治煤体自燃以及高温氧化区域有毒有害气体外泄,利用一种新型无机封堵材料对其进行充填后再喷涂,封堵漏风裂隙。应用结果表明,新型无机封堵材料的应用,有效遏制了煤体自燃并避免了9113工作面受高温氧化区域气体外泄影响,消除了该区域煤自燃带来的潜在威胁。 展开更多

关键词 无机封堵材料 破碎煤体 漏风裂隙 煤自燃 气体外泄

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快速水封技术在高瓦斯矿井工作面瓦斯燃烧事故中的应用

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作者 张长远 张亚波 汤笑飞 《能源技术与管理》 2024年第6期144-146,195,共4页

针对高瓦斯矿井5302综放工作面突发的瓦斯燃烧事故,受限于人员无法下井在邻近面采取任何措施,且地面打钻施工难度大、处理不及时问题,提出了采取水封技术处理瓦斯燃烧的思路,即利用进风巷排水管路远程注水,实现快速封闭工作面、治理瓦... 针对高瓦斯矿井5302综放工作面突发的瓦斯燃烧事故,受限于人员无法下井在邻近面采取任何措施,且地面打钻施工难度大、处理不及时问题,提出了采取水封技术处理瓦斯燃烧的思路,即利用进风巷排水管路远程注水,实现快速封闭工作面、治理瓦斯燃烧的目的。实际应用表明,5302工作面启封后未发现煤体燃烧现象,证明用水快速封闭工作面后瓦斯燃烧得到迅速熄灭,未引燃工作面内的煤体。同时,也进一步证明了水封技术抑爆窒息作用明显且可远程快速应用,在保证安全的同时也极大地降低了治理成本。该技术的快速安全应用,可带来可观的社会效益和经济效益。 展开更多

关键词 高瓦斯矿井 水封技术 瓦斯燃烧 火区启封 安全

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急倾斜特厚煤层采空区煤自燃治理关键技术研究 被引量：14

3

作者 曹凯 司卫彬 王德明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第11期64-67,共4页

针对陈兴远煤矿42-43号急倾斜特厚煤层采空区易发生煤自燃的问题,通过分析岩层移动规律发现,受采动影响形成的顶板侧裂隙漏风与采空区大量遗煤复合作用是影响采空区煤自然发火的主要因素。针对火区地表漏风严重、浮煤区域分布广且呈立... 针对陈兴远煤矿42-43号急倾斜特厚煤层采空区易发生煤自燃的问题,通过分析岩层移动规律发现,受采动影响形成的顶板侧裂隙漏风与采空区大量遗煤复合作用是影响采空区煤自然发火的主要因素。针对火区地表漏风严重、浮煤区域分布广且呈立体分布的特点,提出构建地表回填堵漏风,井下钻套一体化快速灭火钻孔施工、立体式灌注三相阻化泡沫泥浆快速降温防复燃的火区综合治理技术。应用这些技术有效抑制了火区的蔓延,并成功扑灭了该火区。 展开更多

关键词 采空区煤自燃 急倾斜特厚煤层 裂隙漏风 三相阻化泡沫泥浆

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地质雷达探测技术在浅地表煤田火灾治理中的应用 被引量：7

4

作者 曹凯 《能源技术与管理》 2016年第5期162-164,共3页

安太堡露天矿煤层由于受到小窑盗采,形成大面积采空区,长期的漏风供氧,使得该区域出现煤自然发火现象,造成大面积煤田火灾,使得开采推进无法进行,因此必须对火区进行治理。通过现场试验,确定着火区域与地质构造的关系,得出着火区域分布... 安太堡露天矿煤层由于受到小窑盗采,形成大面积采空区,长期的漏风供氧,使得该区域出现煤自然发火现象,造成大面积煤田火灾,使得开采推进无法进行,因此必须对火区进行治理。通过现场试验,确定着火区域与地质构造的关系,得出着火区域分布在地下松散区域内。利用地质雷达探测技术对煤田火灾区域的煤岩介质电磁响应进行探测,采用滤波-校正(MCFC)技术对雷达数据进行分析处理,准确得出了火区煤岩松散区域范围。通过地质雷达探测技术的应用,确定了火区松散区域范围,使得对火区的治理更有针对性,实现了对火区的快速治理。 展开更多

关键词 煤田火灾 地质雷达 滤波-校正技术 火区松散区域范围

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复杂通风条件下防灭火技术研究与应用 被引量：1

5

作者 聂礼生 李仲科 曹凯 《能源技术与管理》 2013年第1期74-75,共2页

杨柳煤矿10414综采面采取"一面四巷"布置方式,同时,因瓦斯治理需要,工作面设有地面瓦斯抽采井。工作面和底板巷虽分属两个独立的通风系统,但受工作面采空区漏风、采动裂隙漏风、穿层钻孔漏风、地面抽采导致采空区负压等综合... 杨柳煤矿10414综采面采取"一面四巷"布置方式,同时,因瓦斯治理需要,工作面设有地面瓦斯抽采井。工作面和底板巷虽分属两个独立的通风系统,但受工作面采空区漏风、采动裂隙漏风、穿层钻孔漏风、地面抽采导致采空区负压等综合因素的影响,在工作面形成了一个"多源多汇"极其复杂的微循环通风系统。在该通风系统条件下,杨柳矿提出了"控漏风、降氧气、消高温"防治煤层自然发火技术,有效地防止了自然发火现象的发生。 展开更多

关键词 杨柳煤矿 复杂通风系统 防灭火技术

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采煤工作面瓦斯燃烧发火原因分析

6

作者 何飞 王德明 刘建安 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第10期8-11,共4页

为研究祁东煤矿6135工作面瓦斯燃烧发火原因,以指导瓦斯燃烧事故的治理和预防工作,设计实验室自燃基础参数测试和现场的温度、气体监测实验,得到60、61煤层自燃特性和采空区内温度、气体情况。经分析结果表明:聚氨酯自热及高强度抽采漏... 为研究祁东煤矿6135工作面瓦斯燃烧发火原因,以指导瓦斯燃烧事故的治理和预防工作,设计实验室自燃基础参数测试和现场的温度、气体监测实验,得到60、61煤层自燃特性和采空区内温度、气体情况。经分析结果表明:聚氨酯自热及高强度抽采漏风引起60煤体自燃为瓦斯燃烧引火源的可能性较小,6135机巷断层附近保留煤柱氧化自燃为工作面瓦斯燃烧事故的引火源。 展开更多

关键词 瓦斯燃烧 煤自燃 气体流动 防灭火

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田陈矿大采深高地温厚煤层自燃特性研究 被引量：1

7

作者 鲍庆国 曹凯 《能源技术与管理》 2014年第4期17-19,共3页

为研究田陈矿北七采区高地温煤层煤自燃特性,采集3下煤层煤样进行了地温35℃恒温及程序升温煤炭氧化自燃模拟实验.研究结果表明：3下煤层煤样在30～200℃的氧化过程中呈现“三级加速与两级减速”阶段特性;进入一级加速阶段后,煤氧化速... 为研究田陈矿北七采区高地温煤层煤自燃特性,采集3下煤层煤样进行了地温35℃恒温及程序升温煤炭氧化自燃模拟实验.研究结果表明：3下煤层煤样在30～200℃的氧化过程中呈现“三级加速与两级减速”阶段特性;进入一级加速阶段后,煤氧化速度急剧增加,因此以CO作为预测预报煤氧化自燃的标志性气体时,应在其进入一级加速氧化阶段之前.当漏风流速大于0.25 m/min时,煤达到最大的氧化能力,氧化产热速率快;当小于0.25 m/min时,煤的氧化能力因供氧不足而受到限制.研究结果对采空区自燃危险区域的判定以及煤自燃预测预报具有重要指导意义. 展开更多

关键词 煤自燃 氧化速率 风流速率 预测预报

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采空区煤自燃预测的随机森林方法 被引量：53

8

作者 邓军 雷昌奎 +3 位作者 曹凯 马砺 王彩萍 翟小伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2800-2808,共9页

煤自然发火温度的准确预测是矿井煤自燃防控的关键。为了准确可靠地预测采空区煤自燃温度,在大佛寺煤矿40106综放工作面开展了长期的采空区温度和气体观测实验,提出了一种基于随机森林(RF)方法的采空区煤自燃预测模型,并将预测结果与支... 煤自然发火温度的准确预测是矿井煤自燃防控的关键。为了准确可靠地预测采空区煤自燃温度,在大佛寺煤矿40106综放工作面开展了长期的采空区温度和气体观测实验,提出了一种基于随机森林(RF)方法的采空区煤自燃预测模型,并将预测结果与支持向量机(SVM)和BP神经网络(BPNN)方法对比。采用粒子群优化算法(PSO)对RF和SVM超参数进行优化,建立了参数优化的PSO-RF和PSO-SVM预测模型。结果表明,RF,PSO-RF,SVM和PSO-SVM模型均具有较强的泛化性和鲁棒性; RF在建模过程中拥有宽广的参数适应范围,当树的数量(ntree)超过100后,其训练误差趋于稳定,ntree的改变对预测性能没有实质的影响;虽然PSO算法可以找到RF最优超参数,但默认参数的RF模型就能获得满意的预测性能; SVM预测结果则对超参数十分敏感,PSO优化可以显著提高其预测精度,其预测性能依赖于超参数的最优选择; BPNN模型在训练阶段拥有极佳的预测结果,但易出现"过拟合",导致泛化性弱,测试阶段误差较大。通过在其他矿井煤自燃预测中应用,验证了RF方法的稳定性和普适性,且无需复杂参数设置和优化就能获得良好的预测性能,可进一步应用于其他能源燃料领域。 展开更多

关键词 采空区 煤自燃 随机森林 支持向量机 粒子群优化 温度预测

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基于FAHP的露天煤矿煤层自燃火区发展态势分析

9

作者 蔡光琪 曹凯 《露天采矿技术》 CAS 2015年第1期90-93,96,共5页

为明确露天火区的发展状态和发展趋势,提出了基于模糊层次分析法(FAHP)的火区发展态势综合分析和评价模型。利用层次分析法构建了火区发展态势层次结构分析模型,进一步求出了指标因素相对于目标层的权重;利用模糊综合评价法建立了以指... 为明确露天火区的发展状态和发展趋势,提出了基于模糊层次分析法(FAHP)的火区发展态势综合分析和评价模型。利用层次分析法构建了火区发展态势层次结构分析模型,进一步求出了指标因素相对于目标层的权重;利用模糊综合评价法建立了以指标因素为着眼因素的火区发展态势综合二级评价模型,根据评价值的大小,可将火区发展状态分为火势危险、火势较大和火势一般3个等级,将火区发展趋势分为火势增大、火势变化不大和火势减小3个等级。经实际分析,在安太堡露天火区某个治理周期前后,火势大小评价结果为0.997 3和0.638 5,火势变化评价结果为-0.559 1,火势由危险变为较大,有了明显降低,说明治理措施有效性显著。 展开更多

关键词 露天火区 发展态势 层次分析 模糊综合评价

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煤自燃预测的支持向量回归方法 被引量：22

10

作者 邓军 雷昌奎 +2 位作者 曹凯 马砺 王伟峰 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第2期175-180,共6页

煤自燃温度的准确预测是矿井煤自燃防控的关键。为了科学准确地预测采空区煤自燃温度,在大佛寺煤矿40106综放工作面开展现场观测实验,以现场束管监测系统数据为基础,采用粒子群优化算法(PSO)优化支持向量回归(SVR)参数,建立了煤自燃温... 煤自燃温度的准确预测是矿井煤自燃防控的关键。为了科学准确地预测采空区煤自燃温度,在大佛寺煤矿40106综放工作面开展现场观测实验,以现场束管监测系统数据为基础,采用粒子群优化算法(PSO)优化支持向量回归(SVR)参数,建立了煤自燃温度预测的PSO-SVR模型;同时,在保证训练和测试样本不变的前提下,建立了标准SVR模型、BP神经网络(BPNN)模型和多元线性回归(MLR)模型,并与PSO-SVR模型预测结果进行对比分析。MLR,BPNN,SVR和PSO-SVR模型训练样本预测结果的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为:5.75%,0.84%,4.16%和1.13%,测试样本预测结果的MAPE分别为:5.17%,3.03%,3.83%和1.34%.结果表明:MLR模型预测结果最差,说明煤自燃温度与气体指标之间的非线性关系更显著,线性模型不宜于煤自燃预测;BPNN模型训练样本预测效果极佳,但测试样本预测效果较差,易出现"过拟合"现象,泛化性较差;PSO-SVR模型预测精度较标准SVR模型有了极大提高,更适宜于煤自燃预测。 展开更多

关键词 煤自燃 支持向量回归 粒子群优化 神经网络

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全岩巷综掘面综合防尘技术及应用 被引量：13

11

作者 汤笑飞 王德明 +2 位作者 司卫彬 许浪 何飞 《煤炭工程》 北大核心 2014年第6期56-58,共3页

为了解决全岩巷综掘面高浓度粉尘危害问题，提出了构建以降尘泡沫、除尘风机为主，以分级净化水幕、个体防护为辅的综合控（除）尘体系，并在张集矿1123（3）～1124（3）瓦斯底抽巷综掘现场进行应用，结果表明：司机处测得的总粉尘和呼... 为了解决全岩巷综掘面高浓度粉尘危害问题，提出了构建以降尘泡沫、除尘风机为主，以分级净化水幕、个体防护为辅的综合控（除）尘体系，并在张集矿1123（3）～1124（3）瓦斯底抽巷综掘现场进行应用，结果表明：司机处测得的总粉尘和呼吸性粉尘的降尘率分别为92．5％和96％，配合个体防护及净化水幕，有效地治理了掘进巷道粉尘危害。 展开更多

关键词 全岩巷 综掘面 粉尘危害 综合防尘

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综放采空区遗煤自燃高效阻化泡沫防治技术 被引量：9

12

作者 曹凯 张祎 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第4期67-70,共4页

为解决综放工作面采空区遗煤自燃的问题,在分析煤中活性基团反应过程的基础上,提出了基于羟基型阻化剂的高效阻化泡沫防灭火技术,并对其阻化性能进行了效果考察:阻化剂将煤样交叉点温度延迟了37.6℃;煤中活性基团(甲基、亚甲基)的氧化... 为解决综放工作面采空区遗煤自燃的问题,在分析煤中活性基团反应过程的基础上,提出了基于羟基型阻化剂的高效阻化泡沫防灭火技术,并对其阻化性能进行了效果考察:阻化剂将煤样交叉点温度延迟了37.6℃;煤中活性基团(甲基、亚甲基)的氧化得到遏制。构建了高效阻化泡沫防灭火系统,并在大佛寺煤矿40106综放工作面得到了应用,成功扑灭采空区隐蔽火源,24 h内将CO体积分数控制在24×10-6以下,火区熄灭后没有出现复燃迹象。 展开更多

关键词 煤自燃 羟基型阻化剂 综放工作面采空区 阻化泡沫

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东露天矿大范围高温火区降温技术研究 被引量：11

13

作者 孙宽 郑克明 +2 位作者 王根涛 汤笑飞 董帅军 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第11期222-224,共3页

针对东露天矿开采过程中,爆破钻孔下方存在大范围高温火区,使得钻孔无法装药的现状,分析了高温火区产生的原因,采用温度场反演方法指出最佳灭火介质灌注点,选择了适宜的灭火降温技术,成功将高温火区温度降低到60℃以下,为露天煤矿高温... 针对东露天矿开采过程中,爆破钻孔下方存在大范围高温火区,使得钻孔无法装药的现状,分析了高温火区产生的原因,采用温度场反演方法指出最佳灭火介质灌注点,选择了适宜的灭火降温技术,成功将高温火区温度降低到60℃以下,为露天煤矿高温火区的治理提供了参考。 展开更多

关键词 爆破钻孔 裂隙 两相泡沫

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综放采空区煤自燃阻化泡沫防治技术研究 被引量：7

14

作者 司卫彬 王德明 曹凯 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第10期201-203,共3页

基于综放采空区空间大,自燃危险区域立体分布的特点,在煤自燃机理研究成果的基础上,首次提出了羟基型高效阻化泡沫技术,并从宏观和微观角度分析考察了阻化泡沫的阻化效果及阻化机理。同时,构建了高效阻化泡沫防灭火系统,并在大佛寺煤矿4... 基于综放采空区空间大,自燃危险区域立体分布的特点,在煤自燃机理研究成果的基础上,首次提出了羟基型高效阻化泡沫技术,并从宏观和微观角度分析考察了阻化泡沫的阻化效果及阻化机理。同时,构建了高效阻化泡沫防灭火系统,并在大佛寺煤矿40106综放工作面运用,有效防治了综放采空区遗煤自然发火,解决了综放大空间采空区自燃隐蔽火源的防治难题。 展开更多

关键词 综放采空区 煤自燃 阻化泡沫 防灭火系统

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增韧剂改性矿用有机固化泡沫性能的研究 被引量：4

15

作者 张祎 徐超航 王德明 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第1期255-257,共3页

为提高矿用有机固化泡沫的堵漏风效果,添加不同含量的乙二醇增韧剂对有机固化泡沫进行改性试验,测定泡沫的固化时间、发泡倍数、抗压强度、尺寸稳定性、最高反应温度和氧指数性能参数。试验结果表明:随乙二醇添加量的增加,泡沫的固化时... 为提高矿用有机固化泡沫的堵漏风效果,添加不同含量的乙二醇增韧剂对有机固化泡沫进行改性试验,测定泡沫的固化时间、发泡倍数、抗压强度、尺寸稳定性、最高反应温度和氧指数性能参数。试验结果表明:随乙二醇添加量的增加,泡沫的固化时间变长,抗压强度增大,但其最高反应温度、发泡倍数、尺寸稳定性和氧指数下降。当乙二醇的添加量为6%时,有机固化泡沫的综合性能最优。 展开更多

关键词 有机固化泡沫 乙二醇 固化时间 发泡倍数 抗压强度

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矿用泡沫降尘剂的试验研究 被引量：4

16

作者 张祎 王德明 徐超航 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第6期179-181,共3页

根据泡沫降尘技术对泡沫降尘剂的要求,采用泡沫扫描仪和沉降方法,研究了4种活性试剂在不同浓度时的起泡性能、润湿性能和泡沫稳定性。试验结果表明:L3的起泡性能最好,SD12的润湿性最优,AP的半衰期最短。综合考虑降尘泡沫的性能要求,SD1... 根据泡沫降尘技术对泡沫降尘剂的要求,采用泡沫扫描仪和沉降方法,研究了4种活性试剂在不同浓度时的起泡性能、润湿性能和泡沫稳定性。试验结果表明:L3的起泡性能最好,SD12的润湿性最优,AP的半衰期最短。综合考虑降尘泡沫的性能要求,SD12最适宜用作泡沫降尘剂,或进行复配以提高其性能,泡沫降尘剂的最优添加浓度为0.5%。 展开更多

关键词 泡沫降尘 发泡倍数 沉降时间 泡沫半衰期

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杨柳煤矿采空区自然发火危险区域研究 被引量：3

17

作者 马岩 曹凯 《煤炭工程》 北大核心 2015年第9期104-107,共4页

为弄清杨柳煤矿自燃突出煤层10414综采工作面采空区的自然发火规律,利用束管监测技术,采集采空区气体成分,以气体数据中能反映氧化环境和漏风强度的O2浓度及能反映煤自燃氧化进程的CO浓度作为判定指标划分采空区自燃危险区域,通过对气... 为弄清杨柳煤矿自燃突出煤层10414综采工作面采空区的自然发火规律,利用束管监测技术,采集采空区气体成分,以气体数据中能反映氧化环境和漏风强度的O2浓度及能反映煤自燃氧化进程的CO浓度作为判定指标划分采空区自燃危险区域,通过对气体数据的整理分析,并利用Surfer软件绘制采空区O2浓度等值线与CO浓度三维分布的耦合图形,圈定采空区富氧区与高温区的耦合区域,确定了采空区煤自然发火危险区域。 展开更多

关键词 自燃突出煤层 采空区 自然发火 高温区 富氧区 束管监测

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汝箕沟矿区露天开采小窑火区快速治理技术 被引量：7

18

作者 王华 刘洋 +1 位作者 汤笑飞 王伟 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第1期164-166,共3页

针对汝箕沟矿区露天开采,受小窑火区的影响,钻孔施工后温度过高,无法正常装药爆破,严重延缓了露天矿生产;钻孔高温以及火区产生有毒有害气体威胁作业人员的生命安全。特构建综合防灭火系统,利用注浆、注水、注三相泡沫等综合快速治理技... 针对汝箕沟矿区露天开采,受小窑火区的影响,钻孔施工后温度过高,无法正常装药爆破,严重延缓了露天矿生产;钻孔高温以及火区产生有毒有害气体威胁作业人员的生命安全。特构建综合防灭火系统,利用注浆、注水、注三相泡沫等综合快速治理技术,提高火区爆破、剥离、开采速度,保证矿区露天矿的生产安全。 展开更多

关键词 露天开采 钻孔 三相泡沫 快速治理

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岩石摩擦撞击引发瓦斯燃烧原因分析及治理措施 被引量：5

19

作者 王华 刘洋 王伟 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第12期187-189,共3页

针对汝箕沟煤矿32213(1)工作面瓦斯燃烧事故,分析岩石摩擦撞击引发瓦斯燃烧机理,从工作面来压、瓦斯积聚、点火源三方面论述了瓦斯燃烧原因。在直接灭火无效的前提下,通过快速封闭、全矿封闭,保障救援安全。地面钻孔注液氮、注浆、注水... 针对汝箕沟煤矿32213(1)工作面瓦斯燃烧事故,分析岩石摩擦撞击引发瓦斯燃烧机理,从工作面来压、瓦斯积聚、点火源三方面论述了瓦斯燃烧原因。在直接灭火无效的前提下,通过快速封闭、全矿封闭,保障救援安全。地面钻孔注液氮、注浆、注水,惰化、降温,实现瓦斯燃烧事故的快速治理。 展开更多

关键词 瓦斯燃烧 来压 点火源 液氮

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综放回撤面火区治理技术研究 被引量：4

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作者 曹凯 《煤炭技术》 CAS 2020年第11期109-111,共3页

为有效治理特厚自燃综放回撤面封闭火区和防止启封后遗煤复燃,分析了回撤期间采空区遗煤自燃的诱因。基于此,提出了分阶段的火区综合治理思路,即启封前施工灭火钻孔灌注三相泡沫、采空区多源注氮和定点灌注液态CO2,对高温采空区进行覆... 为有效治理特厚自燃综放回撤面封闭火区和防止启封后遗煤复燃,分析了回撤期间采空区遗煤自燃的诱因。基于此,提出了分阶段的火区综合治理思路,即启封前施工灭火钻孔灌注三相泡沫、采空区多源注氮和定点灌注液态CO2,对高温采空区进行覆盖隔氧、惰化降温的灭火治理;启封后架间施工钻孔压注凝胶堵漏风、采空区筛管注氮惰化,防止浮煤二次氧化。通过现场应用,实现了工作面火区的有效治理和安全启封,并抑制采空区遗煤复燃,保障了工作面的安全回撤。 展开更多

关键词 综放回撤面 封闭火区 三相泡沫 惰化降温 火区治理 堵漏风 防复燃

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