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        1. 【淮河能源报】多级预警防煤层自燃
          发布时间:2021-09-07

          工程院研发的煤自燃早期多级预警方法及应用,解决了传统人工检测、判断存在的预警指标不明确、定量难及自燃程度难以准确判定的难题——

          今年,工程院申报的《煤自燃早期多级预警方法及应用》研究项目获得了集团公司第35届青工“五小”竞赛二等奖。该研究成果建立的煤自燃早期多级预警方法,可以解决煤火隐患的预测预报难题,减少或避免煤火灾害事故的发生。

          扎根现场确保数据准确

          煤自燃火灾是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一,也是引起矿井瓦斯爆炸事故的重要原因。集团公司各矿所开采的煤层均存在自燃风险,部分矿井曾多次发生因煤层自燃威胁导致工作面被迫停产、封闭,严重影响煤炭主业安全高效发展。目前集团公司煤层自然发火预测预报均为人工检测、判断,存在预警指标不明确、定量难,自燃程度难以准确判定,人工巡检工作量大、盲区多等问题。

          为了做好防治工作,提前预测煤的自燃问题,工程院以顾北矿13121工作面为试验点,开展现场科研攻关。“历史上,在集团公司A组煤开采过程中,曾多次出现自燃隐患,顾北矿13121工作面为该矿首个A组煤工作面,存在煤层厚,采空区丢煤多等特点,易发生煤自燃火灾。”工程院煤矿瓦斯治理国家工程研究中心主管叶春辉介绍道,“我们以该工作面煤样为研究对象,开展实验,模拟煤自燃的全过程,分析实验得到气体及各指标气体比值随温度变化规律。”

          为方便项目进行,实验初期,该课题小组成员连续住在矿井,每天早班跟班下井,下午4点上井,与矿方一同安装采空区气体在线监测设备。“在采空区气体观测期间,我们几个负责人也经常下井跟班,分析对比数据,确保观测数据准确,遇到问题,及时深入现场解决。”该课题组成员周韬介绍道:“同时,我们还在顾北矿实验成果的基础上,将各项数据应用于谢桥矿11518工作面,开展多级预警相关实验。”
          通过不同煤层煤样采集,数据对比,现场应用,该课题组最终得出实验结果表明:不同特征温度下,有其对应的气体表征;CO、C2H4、C2H4/C2H6能够作为主要预测指标气体。课题组最终结合煤自燃指标气体及临界值,提出了适用于多预警级别的煤自燃分级预警指标体系。

          在线监测自动预警效果好

          针集团公司防火预测主要以人工检测为主,取样化验为辅,人工巡检工作量大,且主观性强等问题,课题组以顾北矿13121工作面、谢桥矿11518工作面实验分析数据为依托,建立了自然发火在线监测系统。在井下布置传感器和主机,通过束管采集采空区气体,传感器读取数据后传至主机,再由矿光纤网络传至地面,实时监测采空区气体变化情况,根据建立的煤自燃分级预警指标体系确定的阀值实现自动预警,同时通过分析在线监测系统监测的O2、CO等数据,为自燃危险区域判定提供依据。

          煤自燃早期多级预警方法及应用在“五小”评审过程中得到评审专家的好评。防火分级预警系统的建立,可以解决煤火隐患和灾害状况的预测预报,有效减少或避免煤火灾害事故的发生,保障集团公司各矿井的安全生产,进一步提升煤火灾害隐患监测的自动化水平和管控水平。同时,此项成果通过科技市场进行转化和推广应用,可以产生较大的产值,将具有较强的市场竞争力和广阔的市场前景,可逐步形成煤层自然发火灾害动态感知领域新的经济增长点。

          工程院相关负责人表示:“下一步,我们将利用集团公司、工程院现有科研条件和人才资源,结合大数据平台,实现淮南矿区煤层自然发火的在线监测,为矿区防火预测预报提供可靠依据。”(王雪松 叶春辉)


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