目次

1緒論

1.1我國深井開采概況

1.2深井開采煤炭自燃特點

1.3國內外研究現狀

1.4本書主要結構體繫

2高地溫煤層綜放開采自燃特性及影響因素

2.1高地溫礦井煤自燃影響因素

2.2溫度對煤自燃危險性影響實驗

2.3煤自燃特性及氧化動力學分析

2.4煤自燃特征參數測試

2.5煤對CO2、N2吸附惰化特性

2.6本章小結

3基於指標氣體的煤自燃程度識別新技術

3.1煤炭自然發火預報指標氣體

3.2煤自燃指標氣體與特征溫度對應關繫

3.3煤自燃指標氣體的吸附濃縮檢測技術

3.4本章小結

4高地溫煤層綜放開采采空區自燃危險區域判定與預測

4.1高地溫采空區漏風流場主要影響因素

4.2高地溫采空區漏風場滲流規律數值模擬

4.3高地溫采空區自燃危險區域判定

4.4本章小結

5高地溫綜放采空區自燃危險區域監測預警技術

5.1采空區煤自燃監測預警繫統整體架構

5.2采空區煤自燃無線監測技術

5.3采空區煤自燃溫度場分布式光纖監測技術

5.4采空區煤自燃預警方法研究

5.5采空區煤自燃無線監測繫統

5.6本章小結

6高地溫煤層綜放開采煤自燃預控技術

6.1高地溫綜放開采煤自燃預控模式

6.2高地溫采空區煤自燃防控關鍵技術

6.3高地溫綜放工作面煤層自燃應急防滅火預案

6.4本章小結

7深井高地溫綜放采空區有害氣體密閉控制技術

7.1采空區抗衝擊密閉結構類型

7.2采空區密閉的原則和形式

7.3鋼筋混凝土密閉結構設計

7.4鋼筋混凝土密閉結構強度驗算

7.5本章小結

8工程應用

8.1礦區概況

8.2龍固礦2301N工作面煤自燃監測及防治

8.3趙樓礦1306工作面煤自燃監測及防治

8.4本章小結

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前言

隨著開采強度增加，我國煤礦開采深度以每年8～12 m的速度增加，中東部礦區以每年10～25 m的速度進入深部開采，超過800
m的礦井有200多處，超過1000 m的礦井有47處。深井開采地溫高，煤自燃起始溫度高，發火期短；礦壓大，煤體破碎，氧化蓄熱條件好；受衝擊地壓防治影響，工作面推進速度慢，煤氧化時間長：以上自燃致災因素均有利於煤炭自然發火，自燃危險性極強，發火現像尤為突出，嚴重威脅安全開采。目前，我國煤礦已經有較為完善的防滅火技術體繫，但針對深井高地溫環境煤層自燃防治，卻還未有針對性預防和控制措施。因此，針對深井高地溫煤自燃危險區域、特征信息識別及有效防控3個關鍵技術難點，圍繞煤自燃特性與危險區域預測、監測與預警方法、防控技術的研究和應用，實現高地溫煤層自燃早期識別與科學防控顯得尤為重要。為適應當今煤礦火災事故防治需求，進一步提高我國煤礦安全生產技術與管理水平，我們編寫了《煤礦安全新技術》叢書，本書是其中之一。

本書共由8章組成：第1章簡要介紹了我國深井高地溫煤層自燃特點與規律，第2章闡述了高地溫煤層綜放開采煤自燃影響因素及特性，第3章主要介紹了基於指標氣體的煤自燃程度識別新技術，第4章介紹了高地溫煤層綜放開采采空區自燃危險區域判定與預測，第5章介紹了高地溫綜放采空區自燃危險區域監測預警技術，第6章介紹了高地溫煤層綜放開采煤自燃預控技術，主要包括采空區隔離、灌漿注膠、液態二氧化碳、阻化泡沫等關鍵技術，第7章介紹了深井高地溫綜放采空區有害氣體密閉控制技術，第8章介紹了工程典型實例。本書可使讀者對深井高地溫煤層自燃預測技術、監測預報方法、預防控制新技術及其應用形成較為清晰的認識。