氡气体预测煤矿自然发火:新技术与格拉布斯准则
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更新于2024-09-06
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"浅谈用氡预测煤矿自然发火 - 杨增强, 甘建东, 姜广政 - 中国矿业大学矿业工程学院 & 机电工程学院"
本文深入探讨了利用氡(Rn)气体预测煤矿自然发火的可能性。氡作为一种放射性气体,其析出与煤炭温度升高有关,与一氧化碳(CO)类似,是煤炭自然发热过程中的一个关键指标。作者杨增强、甘建东和姜广政通过实验研究了Rn在煤炭升温过程中的析出规律,以期寻找一种更有效的预测煤矿自燃的方法。
煤矿自然发火是全球范围内煤矿安全的重大威胁。中国尤其受到这一问题的影响,据统计,约有56%的矿井存在自然发火的风险,且60%的可采煤层具有自燃危险,导致火灾次数占比超过90%。这些火灾不仅造成重大的经济损失,还可能导致设备损坏和人员伤亡,严重影响煤矿的生产和安全。
传统的监测方法主要依赖于一氧化碳浓度的检测,但CO并非总是可靠且容易受多种因素干扰。因此,研究人员探索了使用放射性气体Rn作为新的标志气体。Rn在煤炭自燃过程中的析出规律性更强,可能提供更准确的早期预警信号。通过应用格拉布斯方法(Grubbs test)优化采样值,可以提高预测的准确性和及时性,从而为预防火灾提供更有效的方法。
煤炭自燃的过程通常分为准备期、自热期和燃烧期。准备期,煤炭内部的含氧基团与氧气反应形成过氧化物,这是一个缓慢的蓄热阶段。自热期,随着氧化速率增加,热量积累导致温度上升,产生CO等可燃气体。当温度达到一定阈值,即进入燃烧期,煤开始自发燃烧。
文章指出,由于采空区的位置难以直接观测,监测技术的进步对于准确预测和预防自然火灾至关重要。通过对煤样进行加热处理并观察Rn析出,可以揭示煤炭在自然过程中的行为模式,为预测技术的发展提供了新思路。
总结来说,这篇论文提出了使用氡气作为预测煤矿自然发火的新方法,通过实验研究和格拉布斯准则的数据处理,有望提高预测的精确度,降低火灾风险,对矿井安全具有重要意义。这是一项创新性的研究,为未来煤矿安全监控技术的发展指明了方向。
2020-07-15 上传
2021-05-26 上传
2021-06-13 上传
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2020-05-08 上传
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2020-05-18 上传
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