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第一章 概述1

第一节 矿区概况1

一、矿区地形地貌及自然地理1

二、地层与构造1

三、煤层及煤质3

四、矿井瓦斯5

第二节 双鸭山矿区煤层自燃状况及特点6

一、煤层自燃状况7

二、双鸭山矿区煤层自燃特点9

三、双鸭山矿区自燃防治重点10

第三节 双鸭山矿区综合防灭火技术体系12

一、自燃危险区域判定及发火期预测技术12

二、矿井火灾监测预报技术12

三、火区治理技术13

第二章 煤层自燃性及预报气体指标15

第一节 双鸭山矿区煤样自燃性实验15

一、煤自然发火实验16

二、东荣二矿17号煤层煤样自然发火实验20

三、东荣三矿30号煤层煤样自然发火实验25

四、程序升温自燃性实验29

五、双鸭山矿区各煤样不同温度下的耗氧速率33

第二节 双鸭山矿区煤层自燃预报气体指标36

一、煤层自燃预报技术研究现状36

二、双鸭山矿区各煤层自燃预报气体指标研究37

第三章 煤层自燃条件及其数值模拟47

第一节 巷道煤自燃环境分析47

一、巷道煤层所处环境特点47

二、巷道松散煤体漏风动力与漏风强度48

三、巷道松散煤体漏风规律51

四、巷道松散煤体内氧分布规律53

五、巷道松散煤体蓄散热环境57

第二节 采空区遗煤自燃环境61

一、采空区浮煤厚度61

二、松散煤体空隙率61

三、采空区漏风强度62

四、工作面推进速度64

五、采空区围岩原始温度65

第三节 渗透及扩散系数实验测试65

一、松散煤体渗透率实验测定65

二、巷道松散煤体内氧气的扩散68

第四节 煤自燃数值模拟71

二、煤自然发火实验数学模型72

一、基本假设72

三、自然发火数学模型数值计算方法73

四、计算参数选取76

五、计算结果及分析76

六、小结78

第一节 采空区自燃危险区域判定79

一、采空区三带划分理论79

第四章 松散煤体自燃危险区域判定79

二、采空区漏风强度测算方法82

三、相似定律82

四、采空区自燃危险区域判定83

五、自燃危险区浮煤自燃预测87

第二节 巷道自燃危险区域判定90

一、巷道煤体自燃极限参数90

二、巷道煤层自燃危险区域判定条件93

三、巷道煤层自燃危险区域划分93

四、巷道自燃过程动态数值模拟94

一、工作面概况97

第三节 基于流场模拟的综放采空区自燃危险区域判定97

二、现场观测98

三、东荣三矿采空区渗流数值模拟102

四、东荣三矿采空区“三带”划分105

五、小结108

第四节 近距离煤层群开采邻近层自燃危险区域判定108

一、综采工作面概况108

二、现场观测结果分析109

三、东荣二矿近距离煤层群空气渗流数值模拟112

四、东荣二矿煤层群自燃危险区域判定119

六、小结124

五、停采期间煤柱自燃预测及与实际情况对比124

第五章 双矿集团胶体防灭火技术125

第一节 胶体防灭火材料125

一、硅酸凝胶126

二、亲水性交联高分子及吸黏土矿物吸水生成的凝胶130

三、线性大分子凝胶132

四、复合胶体133

五、稠化胶体135

第二节 胶体材料防灭火性能138

一、成胶时间及影响因素138

二、胶体的流变性146

三、胶体在多孔介质中的渗透性155

四、胶体对煤体的润湿性及成膜性157

五、胶体的强度157

六、胶体材料的热稳定性160

第三节 胶体防灭火机理164

一、胶体灭火现象164

二、胶体灭火的宏观机理164

三、胶体灭火的微观原理170

第四节 复合胶体防灭火系统及设备和工艺172

一、复合胶体防灭火系统组成及原理173

二、多功能复合胶体智能化注胶系统设备176

三、粉煤灰复合胶体测控系统硬件178

四、智能胶体防灭火系统自动控制软件179

五、双矿集团实际条件下复合胶体防灭火系统183

六、建立井下移动式注胶工艺系统186

第六章 氮气及均压防灭火技术189

第一节 氮气防灭火技术189

一、氮气防灭火系统189

二、注氮有关参数确定191

三、采空区防火注氮量的计算191

四、注氮防灭火技术管理192

第二节 均压防灭火技术193

一、均压防灭火实施要求及调节依据193

二、通风阻力测定193

三、采用闭区均压的办法196

四、采用开区均压的办法196

第七章 双矿集团防灭火实践198

第一节 东荣三矿火区治理198

一、火区概况198

二、九采火区综合治理方案198

三、火区治理过程204

四、火区治理效果分析209

第二节 东荣二矿南二采区自燃火灾综合治理211

一、概况211

二、火灾发现经过及开始时的防灭火措施212

三、注胶防灭火213

四、灭火效果分析217

五、效益分析217

第三节 七星煤矿东四采区8号煤层煤自燃火灾治理219

一、概况219

三、灌注粉煤灰复合胶体治理火区220

二、东四区8号煤层采空区自燃治理220

四、火区治理效果221

五、各种灭火技术比较221

六、小结222

第八章 双矿集团重大火灾应急救缓预案223

第一节 制定依据、方针和原则、适应性223

一、依据的法律、法规、技术规范223

二、制定方针和原则223

二、煤尘与瓦斯224

一、公司各矿已往火灾情况224

第二节 集团公司各矿火灾概况224

三、预案范围和适应性224

三、各矿通风防灭火设施225

四、矿井火灾类型及发火危险性225

第三节 应急准备226

一、指挥部组织机构及其职责226

二、应急资源230

三、职工应急教育与培训231

四、应急分级231

第四节 应急响应程序和措施232

三、避灾与逃生233

一、通报报警系统233

二、指挥和控制233

四、事态监测与评估234

五、搜寻和营救234

六、现场医疗救护234

七、工程抢险234

八、火灾事故应急技术方案234

九、灾情信息发布240

二、监测预报管理241

一、通风管理241

第五节 日常防灭火管理241

十、事故后的恢复241

三、均压管理242

四、注胶防灭火系统的管理242

第六节 应急救援预案的演练与日常防火维护243

一、应急救援预案的演练243

二、日常防火维护243

三、预案管理与评审改进244

附录 双鸭山矿业集团公司矿井防灭火技术管理规范245

参考文献249