[00795716]薄基岩浅埋煤层自然发火机理及综合防治研究

该课题从煤炭的自燃机理理论研究入手，研究煤发生自燃难易的内在因素-煤的自燃危险性指数、煤自燃过程中生成的指标气体、采煤工作面自然发火期预测和自燃火灾的综合防治等理论和技术。主要研究内容为：(1)煤的自燃机理研究。(2)煤的自燃危险性指数研究。(3)煤的自然发火期预测、火灾综合防治研究。(4)以提高失水温度和增大着火活化能的数值为标准选择阻化剂。(5)应用傅立叶变换红外光谱仪确定煤在氧化自燃过程中生成的指标气体。该项目各研究内容之间是一个相互联系的有机统一体。基础理论研究为应用研究提供了理论支持。应用研究是根据神东公司煤矿安全生产中存在的实际问题提出来的，该研究提出了科学合理的解决方案。煤炭自燃机理理论研究、煤炭的自燃危险性指数研究、煤炭自燃过程中生成的指标气体研究、自然发火期预测研究、采空区的“三带”划分等研究都超过了要求的性能指标。矿井自燃火灾的综合防治研究提出了阻化剂选择的适应性、定量性、选择性等原则，达到了要求的指标。在煤的自燃机理研究方面，现有的自燃机理理论不能很好地揭示煤炭自燃的本质规律。该研究在煤的自燃机理理论研究方面，提出了吸附热和溶解热是煤炭自燃发生的源动力；煤分子中的胺盐基团首先被氧化生成水放出热量，使热量进一步积聚；温度升高使苯环中侧链甲基CH<,2>-CH<,3>和乙烯基团-CH=CH<,2>被氧化。在自燃倾向性研究方面，该项目研究表明传统的吸氧法以吸氧量鉴定煤的自燃倾向性理论根据不足。研究提出了自然危险性指数理论，以着火活化能作为判断煤自燃难易程度的指标，揭示了煤炭自燃的本质，是一种更科学的划分方法。该课题还在煤炭自燃过程中生成的指标气体研究、自然发火期预测研究、采空区的“三带”划分研究等方面提出了许多新理论、新方法，这些研究成果达到国际先进水平。神东矿区《薄基岩浅埋煤层自然发火机理及综合防治研究》项目在2005年8月22日项目验收后，根据神东公司的实际需要在神东矿区得到了全面的推广应用。神东矿区应用煤的自燃机理研究成果，认识到煤的自燃机理的过程和本质；应用煤的自燃危险性指数研究成果，确定了神东矿区各工作面煤自燃的难易程度；应用采煤工作面的自然发火期预测软件预测采煤工作面的自然发火期；应用研究成果中的以采空区CO浓度分布数值划分采空区“三带”的方法对神东矿区采煤工作面采空区进行了“三带”划分；根据研究成果中不同工作面应该选择的阻化剂和加入的比例，在采煤工作面从进、回风巷起沿采煤工作面方向30m范围内采空区通过雾化喷头将阻化液喷入采空区，实施气雾阻化的措施。以上研究成果的应用在神东矿区自燃火灾的防治，神东矿区的安全生产等方面取得了巨大的经济效益和社会效益。其中煤的自燃危险性指数研究成果，采煤工作面自然发火期预测软件和应用阻化剂的阻化防火研究成果可在全国推广应用。