论文(3)

2019-06-17 19:36

鉴定方法进行了研究,如:克氏法、着火温度法、双氧水法和静态吸氧量法等,并结合我国具体煤种进行了实验与考察。通过比较决定引用前苏联的игд法一用煤炭着火点(燃点)温度降低值法(△T法)作为我国煤炭自燃倾向性鉴定的法定方法,并提供了科学依据。但是通过四十多年的应用,人们发现△T法过程复杂,制备煤样使用的某些药品对人体有害,而且采用的自燃倾向性分类等级与实际不尽相符。

80年代以来,随着化学分析技术的发展,先后提出了多种自燃倾向性鉴定方法,如以气相色谱技术分析煤在常温的密闭容器中氧化、吸附、解析的气体成分,利用CO发生量、氧吸收量以及两者之比,即格拉哈姆系数(-CO/+O2)等参数的变化来鉴定煤炭自燃倾向性的静态解析法;以热分析技术确定各类煤炭在空气中的氧化发热量,从而判定自燃倾向性的热量法;以测定煤吸附流动空气中氧的特性(即吸氧速度),确定煤的自燃倾向性的吸氧速度色谱分析法;以测定煤的芳香度代替△T法鉴定煤的自燃倾向性等方法。

上述多种鉴定煤的自然倾向性的方法虽然尚未得到法定认可,但从学术研究角度评价仍然是丰富而可贵的。不过也有的研究者对此提出异意,认为上述诸种测定方法都是采用少量煤(25mg-1g),人为控温模拟煤炭自身氧化自蓄热过程,而与现场导致煤炭自燃的实际条件与过程相差甚远,因此所得结论与实际出入较大。为此设计了大量试样(数百千克煤样)的煤炭低温自燃实验台,并采用自然升温的方法模拟煤炭低温自燃过程,从而希望获得更为科学而可靠的鉴定煤炭自燃倾向性的方法,初步试验是成功的,但距判定煤的自燃倾向性分类鉴定方法还有一定距离[5]。 2.2.2 灌浆防灭火

50年代夫,在我国煤矿开始应用灌浆防灭火。预防性灌浆防灭火的原理是,浆液包裹煤块,其水分有增湿减缓氧化速度作用,其固体沉淀物能充填于煤体缝隙,能起隔绝漏风阻止氧化作用。按与回采工艺的关系来分,灌浆的方法有:随采随灌,采前预灌和采后密闭灌浆;按实施方法来分有埋管灌浆,钻孔灌浆和工作而撒浆。现已被公认为是厚煤层分层开采较为有效的防灭火技术,在我国有条件的地区得到普遍的应用,收效显著,成为《规程》规定的预防煤层自然发火的

常规方法之一

80年代以前,灌浆所用的浆材是黄泥,这对于西南或山区缺土地区就无土灌浆,重庆分院与现场合作,在芙蓉和充州矿区分别建立了习佩关页岩和煤矸石破碎系统,用破碎的矸石与页岩作为灌浆材料;开滦、平顶山等矿务局采用电厂飞灰作为灌浆材料均取得成功。煤矸石与飞灰的利用不仅解决了灌浆用土,而且也净化了环境。国内其它矿区在寻找浆材的代用材料方面也都因地制宜地作出了成绩,例如萍乡矿务局应用选煤厂尾泥添加黄土作为浆材;石咀山煤矿利用泥浆泵抽取河泥向井下灌浆;大同、汝萁沟矿区曾经引洪灌浆;为了提高防灭火的效果,抚顺局曾用氯化泥浆灌浆。上述浆材成功的应用和开发,解决了灌浆防火材料单一、缺土地区难以推广应用的困难。 2.2.3 阻化剂防灭火

将无机盐类的化合物,如:氯化钙、氯化镁、氯化氨以及水玻璃等物质的溶剂药液喷洒在煤块或注入煤体内,具有阻止煤体氧化,防止和扑灭其自热的作用。煤矿利用阻化剂防灭火是60年代末诞生的一项新技术,我国起步较晚,1974年抚顺煤炭研究所在试验室和现场开始研究,先在沈阳、平庄两局实验成功。近年来,在实验室和现场试验的基础上,寻找合适我国煤矿不同煤种的阻化剂做了大量工作,并在阻化剂防火的机理方面提出了“吸水盐类液膜隔氧降温学说”,正确的阐述了阻化剂防火的原理,为阻化剂防火技术和发展奠定了基础。目前,我国有13个省40多个矿区应用阻化剂防火均收到了不同程度的效果;80年代利用工作面部采空区的漏风携带雾化阻化剂微粒进入采空区防止遗煤自燃,在铜川矿务局试验成功,为阻化防火工艺的发展作出了贡献。理论的成熟、工艺的发展使阻化剂防灭火已成为我国黄泥灌浆防火技术的重要补充。但是,目前使用阻化剂的阻化率较低,寿命较短,对环境有不同程度的污染,这些问题今后要进一步研究解决。 2.2.4 均压防灭火

利用平衡漏风压差技术达到防灭火目的称为均压防灭火。50年代初,波兰首先提出并应用于加速火区熄灭的均压措施获得成功。60年代一些煤炭工业发

达国家在扑灭井下火灾中竟相采用,我国也在这个时期开始采用。最早在淮南、辽源等矿区试用成功,后来在开滦、芙蓉、鹤岗、大同等矿区逐渐推广。在推广中又有创新,既用于封闭火区,加速燃烧熄灭(称为闭区均压)又推广应用于处理正在生产的采空区火源和高温点(称为开区均压);既可用于灭火,也可用干防火。均压的方法多种多样,均压的技术越来越高。1982年与波兰专家合作,在大同矿务局煤裕口矿对大面积的火区进行均压灭火试验,顺利地治理了残存多年的大面积火区,在火区下采出煤炭40多万吨,解放火区下压煤150多万吨,随后该矿又成功地完成了自动监测均压参数,自动控制均压设施的科研课题,把均压通风灭火技术提高到一个新的水平。

为了配合均压措施的实施,80年代初,淮南矿院在淮南矿区利用脉冲释放示踪气体检测采空区漏风分布技术试验成功;90年代初,淮南矿院、中国矿大分别在淮南、枣庄局试用连续、稳定定量释放示踪气体检漏风技术获得成功。两校的科研成果使得示踪气体释放技术检测矿井漏风得到发展,大大提高了均压技术的可靠性。 2.2.5 惰气防灭火

惰气防灭火技术的应用始干50年代,我国干1959年前后在煤矿用的炉烟灭火就是惰气灭火的雏形。惰气防灭火成功的关键是,注愤以后要保证火区或采空区内的氧浓度降低到7%以下。

80年代,湿式惰气(燃油惰气)灭火装置(DQ-150,DQ-1000)研制成功。燃油惰气发生器的研制成功和推广应用,既可灭火,也可防止在灭火过程中发生瓦斯爆炸,是一种较安全的快速灭火阻爆装置。使惰化火区扑灭矿井火灾技术得到进一步的发展。这一技术在鹤壁许家沟矿和大同支岗矿扑灭火灾均获得成功的应用。

80年代随着制氮工业的发展,气氮和液氮灭火技术开始在煤矿应用。注氮防灭火技术在我国虽然起步较晚,但发展很快。抚顺矿区首先利用气氮防治厚煤层综采放顶煤采煤法工作面采空区自然发火,并获得成功。接着乌鲁木齐矿务局应用于急倾斜厚煤层采空区防火,西山矿务局应用干近距离自燃较为严重煤层的火灾防治,也都取得良好效果。近年来,各国感兴趣的液氮灭火技术,在我国天

府、阜新等局也有所应用和发展,社会和经济效益显著。注氮灭火技术试验成功,为综采和综放采煤法的安全生产提供了较可靠的保证。目前我国不少矿区,如抚顺、铁法、西山、充州等局,凡采用综采放顶煤开采自然发火煤层的矿井,均装备了制氮系统。80年代世界先进国家兴起的膜式空分制氮新技术在我国已完成研究和试制。 2.2.6 泡沫灭火

泡沫有化学泡沫和空气高倍数泡沫(简称高泡)两种。化学泡沫一般储装于小型灭火器内,泡沫灭火器使用灵活,扑灭初起的火灾非常有效。常装备在井下碉室、胶带输送机的机头等易于发火的地方。空气机械泡沫灭火装置产生的泡沫倍数一般在500~1000之间。抚顺煤研所于60年代开始开发,研制了高效电动(BG P-200 )和水动(SGP-180)型发泡机。使该技术投入实战应用。其优点是能快速、远距离扑灭矿井火灾。至目前为止,在我国煤矿井下应用高泡灭火技术扑灭火灾达30余次,成为世界上应用该项技术次数最多的国家之一。

90年代,为了提高灭火效果,开始研制以惰气为气源的高稳定性泡沫。这种惰气(气氮或液氮气)泡沫,既可安全高效灭火,又可充入采空区起到隔离作用。由多组分复配而成的高稳定性泡沫剂和惰泡发生装置,已由抚顺煤科分院研制成功,使泡沫灭火技术获得新的发展。 2.2.7 矿井火灾预报

近年来矿井火灾预报技术有了较大发展,预报方法由单纯依靠人体生理感觉逐步发展到利用科学仪器进行预报;由间断定期预报发展到连续预报。预报参数由单一到多样,检测仪器由精度较低的检知管发展到使用高精度的气相色谱仪和红外分析仪。连续、自动检测自然发火的束管系统在平庄古山、枣庄柴理、充州南屯和兴隆庄、抚顺老虎台等矿区应用效果较为显著,80年代以来国内研究单位与现场就煤炭自燃标志气体的选择做了大量的富有成效的研究与实验,获得了不同煤种预报自然发火的标志气体。

目前我国外因火灾的预报技术亦已开始研究和应用,以微机为中心的传感器采集火灾信息的监测和自动灭火技术亦在我国少数矿区开始应用,可靠的标志气

体和灵敏的检测系统使我国的煤矿火灾预测和预报技术已接近或达到世界先进水平.

2.2.8 开采技术防火

研究和总结我国煤矿自燃火灾发生的规律发现,由于开采技术和管理水平不同,会导致开采自燃倾向性相同煤层的不同矿井或同一矿井的不同采区,甚至同一采区的不同工作面,自然发火次数有明显的不同。在总结经验的基础上,开采有自燃倾向性煤层的矿井,在开拓布局、采区巷道布置、回采方法和回采工艺、采掘接替、通风系统等方面进行了改进和完善。注意提高回采率,减少煤柱和采空区遗煤,提高工作面的推进速度,减少采空区漏风的数量和时间。一些自然发火较严重的矿井百万吨煤的自然发火次数逐年降低。 2.2.9 矿井火灾专家系统

专家系统是集计算机科学、心理学、思维科学、控制论和信息论等多种学科于一身的人工智能,是当代高科技领域之一。矿井火灾专家系统是模拟该领域专家扑灭火灾问题的思维模式、处理问题的能力、并作出决策过程而建造的具有人工智能的计算机软件系统。专家系统的建造不仅可以高效、准确、周密、迅速地提出灭火救灾的对策和方案,而且它不会像人类专家那样面对突发的重大事故呈现出心理紧张和情绪激动,造成作出决策时出现遗漏、疏忽或失误。进入90年代以来,矿井火灾专家系统的研究已是国内外专家学者注意的焦点。目前在国内开展这项研究的有中国矿业大学、淮南矿业学院、抚顺煤科分院、西安矿业学院等单位。但是根据当前我国煤矿的技术装备水平和管理现状都是研究以能开出专家灭火救灾方案为目标的诊断型专家系统,属专家系统研究的初级阶段。随着矿井灭火技术理论的发展,相关技术装备性能的完善,整体科学水平的提高,煤矿灭火专家系统的研究应用向实控目标前进。实控型专家系统将融矿井火灾信息获取、灭火方案优选、灭火救灾手段的启用于一体。一旦矿井发生火灾就能以最快的速度和最有效的灭火手段实现控风、灭火救灾。实现这一目标难度很大,但是当今已不是可望而不可及的幻想,诊断型处理矿井火灾事故的专家系统的研究就是良好的开端和起步。


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