热棒深部移热技术在预防煤堆自然发火中的应用
梅花井煤矿深部热害防治技术的应用
梅花井煤矿深部热害防治技术的应用摘要:随着矿井开采深度的增加,矿井高温热害问题开始凸显,严重影响了煤矿的安全生产。
本文简要介绍了梅花井煤矿高温热害的状况,分析了高温原因及介绍了非机械制冷降温技术和机械制冷降温技术相结合在梅花井煤矿的应用,取得良好的降温效果。
关键词:矿井热害防治技术机械制冷非机械制冷矿井高温热害已被认为水、火、瓦斯外的第4大矿井灾害,其严重影响了煤矿正常的安全生产,威胁了职工的身体健康。
梅花井煤矿21采区上煤组综采工作面最高月平均气温33.2℃,掘进工作面为33.6℃;上煤组综采工作面最高月平均气温35.1℃,掘进工作面为35.4℃。
根据《煤矿安全规程》(2010)第一百零二条规定“生产矿井采掘工作面气温不得超过26℃,采掘工作面气温超过30℃,机电设备硐室的空气温度超过34℃时,必须停止作业。
……新建改、扩建矿井设计时,必须进行风温预测计算,超温地点必须有制冷降温设计,配齐降温设施”。
因此,矿井降温技术在煤矿的应用已非常重要。
1 井田地温状况根据钻孔资料确定,梅花井井田的恒温带深度为70m,温度为15.06℃,平均地温梯度为3.12℃/100m。
从本区地温梯度和热害区的分布范围和变化规律分析,地温场明显受构造的控制。
区内构造形态以单斜构造为主,地热沿层面传导较好,煤层露头和地层浅部为地热散失创造了条件,故浅部的地温梯度较小,深部地温梯度偏高,一、二级热害区度主要分布在深部。
各主要煤层的+850m水平以浅基本无热害区,一级热害区分布在+850m～+650m水平间,二级热害区分布于各煤层的+65m0水平以深部位。
2 矿井致热因素本矿热害致热因素按其影响程度的大小分别为岩热、压缩热、氧化热、机电设备散热和人体散热,局部可能存在热水散热。
因此,矿井致热因素主要是岩热、压缩热、机电设备散热和氧化散热。
热源结果汇总表见表1。
2.1 岩热井巷围岩散热的主要途径有三:一是借热传导自岩体深处向井巷传热;二是经裂隙水借对流将热传给井巷;三是回采、掘进及运输过程中的煤炭、矸石放热。
煤层自然发火机理及其规律与防治应用
煤层自然发火机理及其规律与防治应用煤是一种非常重要的化石能源，其资源储量在全球范围内具有广泛的分布。
在煤的开采和利用过程中，煤层自然发火是一个常见的问题，不仅造成煤炭资源的浪费，还会对矿井安全和环境造成严重的影响。
煤层自然发火的机理及其规律与防治应用成为了煤炭开采领域的一个重要课题。
煤层自然发火是指在煤矿开采过程中，由于地质、气候或人为因素等造成煤层内部温度升高，从而导致煤的自燃现象。
煤层自然发火的机理主要包括以下几个方面：1. 煤的化学反应煤是由有机物质组成的，其中含有大量的碳、氢等元素。
在氧气的作用下，煤中的有机物质会发生化学反应，产生热量和气体，进而导致煤层温度升高。
2. 煤的氧化作用煤层中的煤体受到氧气的氧化作用，产生高热、气体和能量，导致煤层温度升高。
3. 火源的引入在煤矿开采过程中，可能会引入外部的火源，例如电气设备故障、车辆摩擦火花等，这些火源可能引发煤层自然发火。
煤层自然发火具有一定的规律性，主要表现在以下几个方面：1. 季节性变化煤层自然发火的发生与气候变化密切相关，一般在气温升高、湿度降低的季节，煤层自然发火的发生率会明显增加。
2. 空气流通煤层自然发火的发生与煤层内部空气流通的状况密切相关，如果煤层内部通风不畅，煤层自然发火的风险会增加。
3. 煤层质量煤层的质量对煤层自然发火的发生有一定影响，煤的硫分、灰分、挥发分等特性会影响煤层的自然发火倾向。
二、煤层自然发火的防治应用对于煤层自然发火问题，煤炭开采企业需要采取一系列的防治措施，以减少煤层自然发火的发生率，保障矿井的安全生产。
常见的防治措施包括以下几个方面：1. 加强监测和预警煤炭开采企业需要建立健全的煤层自然发火监测系统，对煤矿内部温度、气体浓度等指标进行实时监测，及时发现异常情况，并通过预警系统进行及时的预警和处理。
2. 加强通风管理煤炭开采企业需要对煤矿内部的火源进行严格的控制，确保电气设备的安全运行，防止车辆摩擦火花等火源的引入。
《新维煤矿近距离煤层群开采自然发火防治技术研究与应用》范文
《新维煤矿近距离煤层群开采自然发火防治技术研究与应用》篇一一、引言随着煤炭开采技术的不断进步，新维煤矿作为典型的近距离煤层群开采矿区，面临着日益严峻的煤层自然发火问题。
煤层自然发火不仅威胁着矿工的生命安全，还对矿区环境及煤炭资源的可持续利用造成严重影响。
因此，研究并应用有效的自然发火防治技术，对于保障新维煤矿的安全生产和可持续发展具有重要意义。
二、新维煤矿开采现状及自然发火原因分析新维煤矿地处地质条件复杂的地区，煤层间距近，开采过程中易发生瓦斯积聚、煤尘飞扬等问题。
同时，由于地质构造、煤层特性、开采工艺等多种因素的综合作用，导致煤层自然发火的风险较高。
分析发现，主要发火原因包括：一是采空区遗留煤炭自燃；二是矿井通风不良，氧气供应充足；三是地质构造和地下水的影响等。
三、自然发火防治技术研究针对新维煤矿近距离煤层群开采的自然发火问题，本文研究了一系列防治技术措施：（一）加强监测与预警系统建设建立完善的煤炭自然发火监测系统，利用智能传感器和计算机控制系统实时监测矿井内的温度、气体浓度等关键参数。
同时，结合预警模型进行风险评估，及时发出预警信号，为采取防治措施提供依据。
（二）优化通风系统通过优化矿井通风系统，合理调节风量分配，确保采空区、回风巷等区域的通风良好。
同时，采用阻燃、防爆的通风管道材料，减少煤炭自燃的风险。
（三）研发新型防灭火材料与技术研发新型防灭火材料，如阻化剂、高效灭火剂等，用于处理采空区遗留煤炭。
同时，开发高效的灭火技术，如泡沫灭火、惰性气体灭火等，提高灭火效率。
（四）加强地质勘探与采煤工艺改进通过加强地质勘探工作，了解煤层结构和地质构造特征，为制定合理的采煤工艺提供依据。
同时，改进采煤工艺，减少煤炭损失和瓦斯积聚，降低自然发火风险。
四、技术应用与效果评估经过实践应用，新维煤矿的自然发火防治技术取得了显著成效：（一）监测与预警系统有效运行通过建立完善的监测与预警系统，实时监测矿井内关键参数变化，及时发现潜在的自然发火风险。
防止煤堆、煤炭自燃的技术工艺及方法-5页精选文档
一种防止煤炭自燃的复合胶体技术领域本发明涉及一种用于煤矿的防灭火材料，特别涉及一种以硅藻土为主要成分防止煤炭自燃的防灭火复合胶体。
背景技术我国煤矿领域条件复杂、环境恶劣，每年各种事故都会给国家造成巨大的经济和财产损失，其中，煤炭自燃就是一个普遍现象。
在我国，自燃发火的矿井范围广、数量多，严重威胁着矿井和矿工的人身安全。
据统计，我国北方7省煤层露头火区面积达720km2，已累计烧毁煤量42亿t，目前仍以每年烧毁5000～6000万t煤的速度发展。
而矿井煤层自燃火灾也十分严重，50％以上的国有重点煤矿存在自燃发火危险，特厚煤层开采尤为严重。
煤层发生自燃时，在高温下分解及氧化释放出大量有毒有害气体，同时，高温促使煤层中所含瓦斯释放，有可能引起瓦斯爆炸，因此煤层自燃有极大的危害性，必须快速、彻底的扑灭。
但是，煤层火灾不同于其它类型的火灾，有其自身固有的特点，例如：火源点隐蔽，通常相对位置较高，呈立体分布；松散煤体蓄热性好，热量不易散失；能低温贫氧氧化，且温度越高反应速度越快，放热量越多；由温差产生气体热流循环，自燃对流自供氧等。
根据以上煤层自燃的特点，煤层自燃防灭火技术应具有下列特点：1、降低煤体内部温度，提高反应活化能；2、减少或隔绝流经松散煤体的氧含量；3、具有一定的耐温性能，不易产生高温气流加热周围松散煤体等。
目前的注水、灌浆、注阻化剂、注惰气等仅具有其中的一种或两种特性，故扑灭煤层火灾时具有一定的局限性。
胶体防灭火技术是20世纪90年代在我国广泛应用的新型煤层防灭火技术，其成胶前具有良好的流动性，便于管网大流量、远距离输送；胶体可停留在松散煤体内高处，包裹煤体，吸热降温、堵塞漏风通道，且具有良好的耐高温特性，不会产生大量的水蒸气，可以减少水煤气爆炸的危险，控制并降低火势发展速度。
另外，由于工艺简单，操作方便，适于各类井下人员操作，所以，在有自燃危险的煤矿已被推广使用。
但现有胶体防灭火技术在实践应用中也暴露出诸多问题，例如：胶体形成过程中释放出氨气，污染井下空气，危害工人健康；胶体的强度较低，而且呈刚性，一旦被破坏就不能恢复，因此在压注完成后，遇矿压会压裂，影响堵漏风效果；凝胶成本一般都在60元/m3以上，高于黄泥灌浆、水砂充填等成本，不适合大面积填充。
复采工作面自然发火的防治技术
复采工作面自然发火的防治技术背景在煤矿开采过程中，由于煤层结构复杂，煤层内部存在着各种煤气、煤层裂隙等因素，导致复采工作面自然发火的风险较高。
自然发火的产生会对矿井带来不同程度的破坏，甚至严重影响安全生产。
因此，如何预防和有效处理自然发火，对提高煤矿生产安全、保护绿色生态环境具有非常重要的意义。
自然发火的原因1.煤与空气中的氧气混合形成可燃气体，其中以甲烷为主要成分。
2.煤层热稳定性差，温度升高易自燃。
3.大气中氧气浓度增高，易导致自燃。
4.坚硬煤壳和薄的隔水层等条件下，导致煤层受潜水压力作用下挤力增大，产生应力，而引起断裂，形成的裂隙，为自然发火留下了条件。
自然发火的防治措施1.进行煤层抽采煤层抽采是指对稀释甲烷浓度的采掘工作面进行均衡地、适当地、有计划的支护和抽采，使采煤工作面周围的瓦斯浓度控制在“安全级别”之上。
煤层抽采除了能控制瓦斯浓度，还能有效降低工作面煤体的温度和湿度，消除火源的条件，从而减少自然发火的风险。
2.实施火源控制自然发火常常伴随着火源。
因此，控制火源是自然发火防治的重要环节，在工作面采掘时要对各种火源进行明确的控制。
如采用常规措施，对所有火源实行严格管理，或加装不锈钢保护罩。
3.加强瓦斯抽采系统煤矿在进行采掘作业过程中，一定会产生各种气体，包括甲烷等易燃气体。
而且，瓦斯浓度过高是产生自然发火的主要原因之一。
因此，加强瓦斯抽采系统可以有效管控这些易燃气体，做好采煤工作面的瓦斯监测工作，保持瓦斯浓度在安全区间内。
4.实施引风透气措施引风透气措施可以增加工作面的通风量，改善工作面的环境。
这样可以有效降低工作面的热度和湿度，使其达到适宜的状态，减少自然发火的风险。
5.实施风液射流降温技术对于有采掘工作面正在发火的风险情况，可采用风液射流降温技术。
该技术采用高压风机将风经特殊处理后，经高压喷嘴喷出，使其冷却产生发热现象的煤体，从而起到预防自然发火的作用。
6.实行钻眼防火煤矿的掘进开采工作面，钻眼防火是一种常用的防治措施，其主要目的就是在工作面的煤层中预先钻孔排除煤层内的瓦斯和温度。
高瓦斯矿井综采工作面防治自然发火安全技术应用
高瓦斯矿井综采工作面防治自然发火安全技术应用发布时间：2021-05-12T16:38:09.863Z 来源：《工程管理前沿》2021年4期作者：屠贵彬[导读] 高瓦斯矿井综采工作面防治自然发火是确保煤矿安全生产的重要工作，屠贵彬淮河能源控股集团煤业公司潘二矿，安徽淮南 232001摘要：高瓦斯矿井综采工作面防治自然发火是确保煤矿安全生产的重要工作，潘二煤矿属于高瓦斯矿井，文章介绍了潘二煤矿某综采工作面的基本情况,并对可能自然发火因素进行了综合分析,有针对性地提出了防治自然发火的有效措施，保证了工作面顺利回采。
关键词：高瓦斯；防火；安全技术工作面自然发火威胁到煤矿安全生产，特别是复杂工艺的情况，稍有疏忽，就可能引起重大事故。
伴随采空区遗留浮煤,回采工作面漏风等因素致使煤层自燃发火频繁，严重制约着矿井安全生产，潘二矿矿在开采18427工作面中，采取有效的防灭火技术，确保安全高效开采。
1概况潘二矿某工作面可采走向长590m，倾斜长234.6m，本面整体构造为单斜构造，工作面整体为仰采，煤层走向近北，倾角5～20°，平均倾角14°；工作面发育19条断层，可采范围内断层14条，断层附近裂隙、滑面发育、顶板破碎，断层最大落差5m；该面采用倾向长壁后退式综合机械化采煤，一次采全高，自然垮落法管理采空区顶板；7-1煤层自然发火期3-6个月，煤自燃倾向性等级为Ⅱ类，属自燃煤层。
该综采工作面采用U型通风方式，工作面回采风量为2000 m3/min。
该工作面过断层回采速度慢、采空区丢遗煤，存在自然发火安全风险。
另外受采动影响，存在临近采空区封闭墙破裂、瓦斯异常涌出风险。
为此，必须采取科学合理的自然发火安全技术，才能确保安全顺利回采。
2 工作面发火问题的原因煤氧化发热，加上硫、磷、硫化铁和一定的水分作用，更能促长其发热自燃，煤表面受氧化作用后便生氧化热，如果通风不良，这种热不易散逸，那么温度就会慢慢上升，氧化作用也就更加剧烈，如此反复进行，达到一定温度，煤就能自燃发火，即煤的氧化自燃。
煤自然发火实验高温点运移规律研究
煤自然发火实验高温点运移规律研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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复采工作面自然发火的防治技术范文
复采工作面自然发火的防治技术范文复采工作面自然发火是煤矿生产过程中的一种常见的危险情况，为了保障煤矿生产安全，必须采取有效的防治措施。
本文将从防治技术的角度出发，详细探讨复采工作面自然发火的防治技术。
一、复采工作面自然发火的原因及危害复采工作面自然发火是指在复采过程中煤炭自燃，产生大量热能和有害气体，对工作面及周边环境造成危害的情况。
其主要原因包括煤炭中存在的可燃气体、温度升高引发的自燃和机械排烟不畅等。
复采工作面自然发火的危害主要表现为以下几个方面：1.工作面热量过高：自然发火会产生大量的热能，导致工作面温度升高，超过矿井的安全温度范围，给工作人员的安全带来隐患。
2.有害气体浓度过高：自然发火会产生大量的有害气体，如二氧化碳、二氧化硫等，超过矿井的安全浓度范围，对工作人员的健康造成威胁。
3.煤矿环境污染：自然发火会产生大量的烟尘和有害气体，对煤矿环境造成污染，影响周边地区的空气质量和植被生长。
4.煤矿设备损坏：自然发火会产生大量的热能，对煤矿设备造成烧损和损坏，增加煤矿的维修成本。
二、复采工作面自然发火的防治技术为了防止复采工作面自然发火的发生，必须采取有效的防治技术。
以下将从通风管理、温控管理、煤炭监测和火源控制等方面进行详细阐述。
1.通风管理通风管理是防治复采工作面自然发火的关键环节，通过合理的通风系统设计和管理，能够有效地减少煤炭自燃的可能性。
（1）增强矿井的通风量：增加矿井的通风量，以保持工作面的氧气浓度在安全范围内，防止煤炭自燃。
（2）改善通风系统：优化通风系统的布局和设计，增加风流的分布均匀性，减少煤炭自燃的可能性。
（3）加强通风设备的维护和管理：定期对通风设备进行检修和维护，确保通风系统的正常运行，提高通风系统的效率。
2.温控管理温控管理是防治复采工作面自然发火的重要措施，通过合理控制工作面的温度，可以有效减少煤炭自燃的风险。
（1）采用降温技术：对于温度较高的工作面，可以采用喷雾降温、冷风降温等技术，有效降低工作面的温度。
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热棒 具有 优 良的导 热性 ， 传 热、 导 热效 率高 ， 其 当量导 热系 数较 纯银 、 纯铜 高 数
百至数千倍 ， 故可快速、 稳定将煤堆中的热量转移出来， ②传热温差小， 热棒的
蒸 发器 与冷 凝器 仅有０ ． １ ～０ ． ５ ℃温差时 ， 即可启 动工 作 ， 一般 煤堆 内部 温度 均 较高， 自热氧化 带温度 比空 气高 至少 ５ ０ ￣ Ｃ， 故 在煤 堆 的氧化带 热棒 完全 可 以启 动工作 ， ③热棒 传导 热无 需外界提 供 能量 ， 工作 稳 定 、 可靠， 插入 煤堆 氧化 带后
应 用 技 术
Ｉ ■
热 棒 深 部移 热 技 术 在 预 防 煤 堆 自然 发 火 中 的 应 用
沈亚 平
（ 淮 浙 煤 电公 司顾 北煤 矿 ２ ３ ２ ０ ０ ０ ）
［ 摘 要］ 热棒是 …・ 种 利 用液 汽转换 对 流和 循环 来实 现热 量传 输 的系统 ， 是无 源冷 却系 统 中热量 传 输效率 最 高 的装置 。 它具 有传 热 能力 大 、 传 热温 差小 、 启动 温 度低 、 均 温 眭能好 以及 单 向传 热和安 全经 济 等特点 。 在 土木 工程 领 域 ， 尺 寸一般 较 大 ， 称为 热棒 ， 如 果 承受荷 载 ， 也称 为热桩 。 ［ 关键词］ 热棒 煤堆 矸石 山 自然 发火 中图分 类号 ： Ｔ Ｕ５ ２ ２ １ ． ＋３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ４ ０ —０ ３ ８ ２ — ０ １
热棒 是 由一 根密 封钢 管抽真 空后 内部 充 以工 质制成 。 钢 管上 部有 翅片 ， 称 之为冷 凝段 ， 置 于大 气 中 。 下 部埋入 煤体 中 ， 称为 蒸发段 。 蒸 发段 与冷 凝段之 间 的温 差为 热棒提 供动 力 ， 热棒 内部 工质 吸热蒸 发成 气体 ， 在气 压差 作用 下上升 至冷凝 段 ， 与较冷 的管壁 接触放 出汽化潜 热冷凝 成液体 ， 在 重力作 用下 ， 冷凝 后 的工质沿 管壁 流 回蒸发段 再 吸热蒸 发 。 如此 往复循 环 ， 可对 煤 自然发 火蓄 热区 域 深部 热源 中的热 量进行 转移 并加 以利 用 ， 从而 降低煤 体温 度 ， 加快 高温 区域 热量 散失 ， 破坏 蓄热环境 ， 以防止煤炭 与 空气接触 蓄热升 温直 至 自燃 ， 从而达 到 防火 的 目的 。
区域（ 热源） 的散热效果 ， 定量研究煤自燃高温蓄热区域距离与热棒散热效率之
间 的 关系 。
（ ４ ） 热棒 在应 用 中受煤堆 和矸 石 山的性 质 、 形状 、 场地 以及环 境等 影 响 ， 现 场施 工难度 大 。 热棒施 工要方 便 ， 后期便 于回 收 ， 施工 工艺 的难度 也是 影响其 推 广 的重要 因索 。 解决 思路 ： 进行施 工工 艺研究 ， 研究 热棒在 现场 应用 过程 中的实 施 装备 和 实施 方法 。
诸多难题。 解决思路 ： 研究热棒在煤堆中的降温（ 制冷） 半径 ， 并确定其有效冷却
半径 ； 探究 热棒 对煤 堆 内部温度 场 的影 响 ， 数 值模 拟其 降温 范 围、 传 热效 果 ， 分 析热棒 在煤体 中的冻 结指数 与冻结 半径 关系 ， 研究热棒 对煤 体 中不同距离 高 温
热 效率 、 产 冷功率 ， 评价 热棒在 煤 自然发 火蓄 热高 温区域 中实际散 热 的工作 状
态 和工 作效 率 。
（ ２ ） 缺少在煤堆和矸石山等煤体介质移热中基础性能方面的研究。 目前国
内外学者 在寒 区和冻 土地带对 热棒的 研究 较多 ， 在煤体 介质 的传导 热方面 却少 有 报道 。 解决 思路 ： 研 究热棒在 不 同热流量 、 迎 面风速 、 温差、 含水量 ， 不 同煤 种 、 粒度大小 、 漏 风强度 和不 同倾斜 角度条件 下对煤 自然 发火蓄 热高温 区域 的移 热
节约 成本 ［ １ ３ ＂ １ ５ １ 。 ２ ． 热棒 技术 的 原理
升温 过程 中不 同煤 温条 件 下热棒 表 明 的等温 性 能曲线 。 （ ３ ） 热棒在煤 堆 自然发火蓄 热高 温区域 的深部移 热过 程中面 临诸多 技术 难 题。 煤 体导热 系数低 、 煤堆 内部温 度场分 布机理 不 明确 、 高 温 区域部位 的判 定难 度大、 自燃 程度 的界 定 以及煤堆 温度 监测 局 限等原 因等 ， 使 得热棒 的应用 面临
能力 ， 并对其 移热 效果进 行科学评 估 研究 热管表 面的 温度 分布 情况 ， 探析 煤体
基本不需要维护； ④热棒在煤堆中施工时， 只需勘查清楚煤堆温度场分布、 部位
和范 围， 找 出 自热高 温区域 ， 通过 合理设 计热棒 的分布 间距 ， 有效转 移煤 堆深部 热量 。 ⑤矸石堆 自燃较严 重时 ， 利 用热棒 技 术深部 移热协 助注 浆或者 加 湿维护 防渗 等工艺 ， 提高 矸石 山治理 效果 ， 缩短治理 工期 ， ⑥通过 热棒 的散热 情况监 测 煤堆（ 矸石 堆 ） 的 内部温度 ， 判断其 自燃 部位 、 程 度和 阶段 ， 热棒 可 以重复 利用 ，
１ 热棒 深 部移 热技 术的 特点 和传 统 的方 法相 比 ， 利用 热棒对煤 堆 （ 矸 石 山） 自燃 高温蓄 热区域进 行深部
移热 ， 强 化煤 堆 （ 矸石山） 散热， 破坏 蓄 热环境 ， 防控煤 堆 自燃具有 如下 优势 ： ①
热棒产 品。 解 决思路 ： 设 计煤堆 和矸石 山 自燃 防控 专用 热棒 ， 确定 热棒在煤 体 中 散 热 的最佳 设计 参数 （ 内部 工质 、 充液 率 、 壁厚 、 管材 、 内外径 、 冷凝段 、 蒸发 段 、 绝热段 长度 ） ， 对煤 堆 或者矸石 山 中 自然 发火蓄热 高温 区域实行 深部 热量转 移 ，
4结柬语从煤自然发火的途径影响因素煤堆自燃温度场结构以及防控思路和现有防控方法等方面阐述了煤堆矸石山自燃杼陛并结合煤堆矸石山自燃特性及热棒原理分析了热棒在煤堆矸石山自然发火高温蓄热区域深部移热过程中体现出来的优良的导热性启动温差小无需提供动力等优点提出了专用热棒在煤堆自然发火蓄热高温区域移热实践中面临的设计方法基础参数性能实施装备和工艺等方面的技术难题及解决思路