煤自燃预测及防治新技术1

煤层自燃预测及防治

新技术

西安科技大学二OO九年九月

西安科技大学安全工程学科是我国西部 唯一的安全国家重点学科，在矿井火灾防 治方面处于国内领先地位。

安全工程学科是陕西省名牌专业、教育部 重点实验室、和国家应急救援实验中心、国 家工程中心的挂靠单位。 西安科技大学安全技术学科产业化孵化基 地——西安森兰科贸有限责任公司

西科森兰公司是集科、工、贸于一体的高科技公司。 公司以多项国家和省部级获奖科研成果为基础，以我国 西部唯一的国家级安全重点学科——西安科技大学安全 学科的雄厚科研实力为依托，勇于开拓、坚持创新，使

产品质量和技术含量不断提高。

主讲:张辛亥 教授

地址:西安市雁塔路中段58号 西安科技大学能源学院 邮编:710054 电话:15829588619传真:029-85587413 Email: Zhangxinh71@

张辛亥简介 1994毕业于西安矿业学院地质系获学士学位，1997年毕业于 西安矿业学院新材料工程系获硕士学位，2006年毕业于西安 交通大学能动学院获博士学位。 1997年至今在西安科技大学能源学院安全工程系任教。1999 年被评为讲师，2004年晋升副教授，2008年破格晋升教授。 现为西安科技大学能源学院安全工程系教师，国家一级安全 评价师，国家一级安全培训机构教师。 长期从事安全工程方面的教学科研工作，主要研究方向为煤 层自燃预测及防灭火技术。 主持或参加完成国家、省部级纵向科研项目十余项，企业合 作项目多项。科研成果获国家科技进步二等奖一项，省部级 科技进步奖8项。 近年来，发表学术论文60余篇，论文被SCI、EI收录10余篇 ，ISTP收录3篇，出版专著1部。

主要科技贡献(1)自行设计了油浴程序升温实验装置，建立了煤样程序升 温实验数据与其自然发火期之间对应关系的数学模型，从而可 根据少量煤样油浴程序升温实验的结果预测煤的实验自然发火 期，首次解决了煤自然发火期的快速、准确测试问题。 (2)建立了基于传质模拟的采空区煤自燃预测技术，解决了 复杂通风与生产条件下自燃危险区域判定与预测的难题。 (3)主持开发出复合胶体及高分子胶体防灭火材料，其添加 材料用量少、应用工艺简单，适应了快速应急灭火的需要。该 技术已在全国数十个矿井推广应用。 (4)长期深入煤矿开展科学研究，积极将科研成果投入现场 应用。任副教授期间在双鸭山、鹤岗、阳泉、铜川、黄陵、靖 远、窑街、宁煤集团、兖矿、枣庄、淮南等大型矿业集团开展 防灭火技术研究，解决了数十起矿井防灭火问题，保障了矿井 的安全生产。

学术交流

1 与奥地利

教授洽谈合作项目

2 与导师在巴黎

3 在Graz技术大学作学术报告

4 访问罗马

学术交流

1 与德国教授交流

2 与德国博士在一起

3 德国教授访问实验室

4 科技成果鉴定会上作报告

煤矿现场

1 在阿刀亥煤矿

2 在济宁三号煤矿井下

3 在双鸭山东荣三矿

4 在宣东矿注二氧化碳灭火现场

提

纲

一、概述 二、煤炭自燃过程模拟及相关参数测试 三、煤层自燃预报技术 四、煤层自燃预测技术 五、采空区自燃“三带”分布及影响因素 六、采空区开放式注氮参数优化 七、煤层自燃火灾防治新技术 八、防灭火技术应用

一、概 述1.1 煤层自燃危害我国煤炭自燃火灾十分严重。据统计，我国北方七省煤层 露头火灾着火面积有720km2,累计已烧毁煤量42亿吨以上。

一、概 述 煤矿、电厂、运煤码头港口等地面储煤场煤堆也时常发生自燃。 大同矿务局十年内煤场堆煤自燃累计烧毁煤量1000多万吨，损 失达12亿元以上。 地下开采的煤矿，大约有56%存在自然发火危险，且随着厚煤 层综采放顶煤技术的推广，以往不易着火的矿井，也频繁出现 自燃，矿井煤层自燃造成的损失每年达数十亿元。

岩 层火火

巷道

一、概 述1.2 煤层自燃特点① ② 火源点隐蔽，通常只见烟不见明火； 火灾产生的有毒有害气体在井下一维空间流动，给矿 工生命安全造极大威胁。烟回风巷

火采 空 区

火

综 放 面

煤 体体

火巷道

火

火综放面火灾

进风巷

邻近采空区自燃

一、概 述③ 松散煤体蓄热性好、热量 不易散失； ④ 能贫氧氧化、且温度越高 反应速度越快； ⑤ 热力风压自供氧，自燃过 程自加速，灭火难度大。 ⑥ 综采放顶煤工作面漏风更 复杂，容易发生大面积采空区、 巷道顶煤、及相邻采空区自燃。风化 60~70℃ 临界温度

温度

自燃

潜伏期

自热期

时间

⑦ 对于特厚煤层，由于火风压的作用，通常火源相对位置较 高、呈立体分布，灭火困难。

1.1 煤层自燃火灾特点⑧高瓦斯矿井，瓦斯抽放引起自燃危险性增强,自燃危 险区增大；自燃可能引起瓦斯燃烧或爆炸；瓦斯燃烧 又促进火蔓延，引起大面积煤层火灾； ⑨ 火区启封或进行灭火时，危险程度大。 ⑩ 综采放顶煤工作面开采强度大，绝对瓦斯涌出量更 大，自燃引起瓦斯事故的机率更高。 ⑾注水、注浆等产生的水蒸汽、水煤气与瓦斯混合， 导致其流动紊乱，爆炸危险性很大。注水、浆或 阻化剂 顶 煤CH4 +H2O(汽)

火

巷道

1.1 煤层自燃火灾特 …… 此处隐藏：1288字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……