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綜采面自燃火災精準防控技術--以平頂山礦區為例

作者：楊玉中//李延河|責編:李雪//李亞佩
出版社：科學
ISBN：9787030741967

出版日期：2023/07/01
裝幀：平裝
頁數：192

人民幣：RMB 138 元售價：元

內容大鋼

針對深部開採煤炭自燃事故日益增多、自燃事故難以控制的技術難題，運用理論分析、實驗室實驗、現場觀測、數值模擬等多種研究方法，對平頂山礦區綜采面採空區自燃火災事故的精準防控技術進行深入研究，以便對自燃火災的精準防治提供理論和技術支撐。本書主要內容包括平頂山礦區概況、構造煤與原煤的微觀結構、煤自燃關鍵參數測試、自燃煤層熱特性分析、採空區煤自燃「三帶」分佈、採空區煤自燃「三帶」分佈的多元回歸分析、採空區煤自然發火監測及早期預報技術、工作面正常回採時煤自燃防控技術和停采撤架期間煤自燃防控技術等。
本書可作為安全科學與工程、礦業工程等專業的本科生、研究生教學參考用書，也可作為煤礦火災防治專業技術人員和管理人員的參考用書。

作者介紹

楊玉中//李延河|責編:李雪//李亞佩

前言
第1章  緒論
  1.1  研究背景及意義
  1.2  國內外研究現狀
    1.2.1  採空區遺煤自燃的影響因素
    1.2.2  煤自燃預測預報方法
    1.2.3  採空區煤自燃「三帶」分佈
    1.2.4  煤自燃防控技術
第2章  平頂山礦區概況
  2.1  礦區位置和範圍
  2.2  自然地理
  2.3  礦區地質條件
    2.3.1  礦區地質構造
    2.3.2  礦區水文地質條件
    2.3.3  礦區工程地質條件
    2.3.4  礦區煤層及頂底板
    2.3.5  礦區瓦斯賦存
  2.4  己15-31060工作面概況
    2.4.1  工作面概況
    2.4.2  工作面地質條件
    2.4.3  工作面地質構造
    2.4.4  工作面水文地質情況
    2.4.5  其他地質條件
第3章  構造煤與原煤的微觀結構特徵
  3.1  煤樣製備和實驗方法
    3.1.1  煤樣的採集與製備
    3.1.2  實驗方法
  3.2  構造煤與原煤化學結構參數分析
  3.3  構造煤與原煤孔隙結構分析
  3.4  構造煤與原煤孔徑及比表面積特徵
  3.5  分形維數特徵
第4章  煤層自燃標誌氣體選擇及關鍵參數測試
  4.1  程序升溫氧化實驗
  4.2  己15煤樣的升溫氧化實驗研究
    4.2.1  碳氧化合物的析出規律
    4.2.2  碳氫化合物的析出規律
    4.2.3  氧氣的變化規律
    4.2.4  耗氧速率分析
  4.3  煤自燃標誌性氣體選擇
    4.3.1  標誌性氣體的基本特徵
    4.3.2  標誌性氣體的選擇
  4.4  己15煤層的自燃傾向性
  4.5  工業分析實驗
    4.5.1  實驗設備
    4.5.2  工業分析參數
    4.5.3  實驗內容和步驟
    4.5.4  工業分析實驗結果
  4.6  己15煤層的自然發火期
    4.6.1  最短自然發火期數學模型
    4.6.2  自然發火期的測試裝置

    4.6.3  自然發火期的實驗條件及過程
    4.6.4  自然發火期的解算
  4.7  其他主採煤層的自燃關鍵參數
    4.7.1  平煤一礦丁5-32140工作面
    4.7.2  平煤一礦丁6-32080工作面
    4.7.3  平煤一礦戊8-31220工作面
    4.7.4  平煤十礦戊9-20200工作面
    4.7.5  平煤五礦己16,17-23260工作面
    4.7.6  平煤二礦己17-23030工作面
    4.7.7  張村礦二1-12020工作面
第5章  自燃煤層熱特性綜合分析
  5.1  實驗儀器與工作原理
  5.2  煤樣的熱重實驗
  5.3  基於TG/DTG曲線的煤自燃參數分析
  5.4  基於DSC曲線的煤樣分析
  5.5  煤氧化進程中動力學參數分析
    5.5.1  活化能的計算方法
    5.5.2  不同升溫速率下活化能計算
  5.6  構造煤與原煤TG/DSC實驗及差異性分析
    5.6.1  實驗儀器與實驗方法
    5.6.2  構造煤與原煤TG-DTG曲線分析
    5.6.3  構造煤與原煤DSC曲線分析
    5.6.4  構造煤與原煤氧化動力學參數計算
  5.7  其他主採煤層的熱特性分析
    5.7.1  平煤一礦丁5-32140工作面
    5.7.2  平煤一礦丁6-32080工作面
    5.7.3  平煤一礦戊8-31220工作面
    5.7.4  平煤十礦戊9-20200工作面
    5.7.5  平煤五礦己16,17-23260工作面
    5.7.6  平煤二礦己17-23030工作面
    5.7.7  庇山礦二12-12120工作面
第6章  工作面採空區煤自燃「三帶」分佈
  6.1  現場測試方案及測試儀器
    6.1.1  現場觀測方案
    6.1.2  測試儀器介紹
    6.1.3  觀測參數
  6.2  基於現場實測的煤自燃「三帶」劃分
  6.3  採空區煤自燃「三帶」劃分及安全回採速度
    6.3.1  採空區煤自燃「三帶」劃分
    6.3.2  預防煤自燃的安全回採速度
  6.4  己15-31060工作面採空區煤自燃「三帶」數值模擬
    6.4.1  COMSOL軟體介紹
    6.4.2  COMSOL建模步驟
    6.4.3  數學模型
    6.4.4  採空區物理模型
    6.4.5  模擬結果分析
  6.5  不同風速對採空區煤自燃「三帶」的影響
第7章  採空區煤自燃「三帶」分佈的多元回歸分析
  7.1  多元回歸分析原理
    7.1.1  多元回歸方程

    7.1.2  多元回歸模型評判依據
  7.2  多元回歸方程的建立與分析
    7.2.1  散熱帶與氧化升溫帶分界線的多元回歸分析
    7.2.2  散熱帶與氧化升溫帶的分界線主成分回歸分析
    7.2.3  氧化升溫帶與窒息帶的分界線多元回歸分析
    7.2.4  採空區氧化升溫帶寬度的多元回歸分析
第8章  煤層自然發火監測及早期預報技術
  8.1  巷道自然發火觀測
    8.1.1  巷道內觀測點布置原則
    8.1.2  巷道內日常觀測
    8.1.3  巷道早期預報指標及結果
  8.2  工作面自然發火監測及早期預報
    8.2.1  工作面自然發火監測
    8.2.2  早期預報指標及結果
第9章  工作面正常回採時煤自燃防控技術
  9.1  堵漏風防治採空區煤自燃技術
    9.1.1  採空區增阻堵漏技術原理
    9.1.2  上下順槽袋牆封堵及參數設計
  9.2  噴灑阻化液預防採空區自然發火技術
    9.2.1  常用礦用阻化劑分析
    9.2.2  阻化劑選擇
    9.2.3  噴灑阻化液防滅火系統的選擇
    9.2.4  阻化液噴灑工藝設計
    9.2.5  確定阻化液噴灑泵參數
    9.2.6  噴灑阻化液防滅火的注意事項
    9.2.7  噴灑阻化液的安全技術措施
  9.3  注氮防控採空區自然發火技術
    9.3.1  注氮防滅火機理與作用
    9.3.2  注氮工藝及參數設計
    9.3.3  防火注氮參數設計
    9.3.4  制氮裝置型號及參數
    9.3.5  注氮防滅火惰化指標
    9.3.6  注氮防滅火安全技術措施
第10章  工作面停采撤架期間煤自燃防控技術
  10.1  工作面煤體預注阻化液防治煤自燃技術
    10.1.1  煤體預注阻化液鑽孔布置及參數
    10.1.2  阻化液注液系統設計
    10.1.3  注阻化液設備
  10.2  防控煤自燃的三元泡沫復配方案及抑制效果
    10.2.1  三元泡沫復配方案
    10.2.2  泡沫對煤自燃過程的影響
  10.3  無機固化發泡充填堵漏防滅火技術
    10.3.1  可堆積無機固化發泡充填堵漏防滅火材料
    10.3.2  可堆積無機固化發泡材料的技術指標
    10.3.3  施工裝備
    10.3.4  操作流程
    10.3.5  施工材料及施工工藝
    10.3.6  質量保證措施
    10.3.7  安全措施
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