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项目年度编号
2300170515
中图分类号
TD752
成果公布年份
2023
成果简介
四川煤炭能源在火力发电中发挥着兜底保障和顶峰调峰重要作用。但川渝地区煤炭资源赋存条件较差、煤层地质条件复杂、灾害严重，严重威胁着煤矿安全生产。筠连矿区开采煤层存在高硫、湿热的特点，尤其是新维矿属于易自燃高硫近距离煤层群。相比普通煤层，煤中伴生黄铁矿与水易发生复杂的化学反应，加剧了煤氧复合反应进程，给防灭火工作带来了巨大的压力。采空区冒落空间大、漏风通道复杂，高温火源隐蔽、易复燃、定位难，难以实现煤自燃精准预警和动态感知，极易引发工作面停采等问题。因此，针对筠连矿区煤自然发火防控技术的研究极其重要。
该项目围绕筠连矿区煤自燃特征、危险区域判识、动态感知分级预警、精准防控四项内容，开展了系统性和创新性的研究，掌握了四川筠连矿区煤自然发火规律，研发了煤自燃危险区域多元信息(气体浓度、温度梯度与瓦斯爆炸条件)融合判定技术，开发了煤自燃危险程度动态感知预警云平台，提出了针对四川筠连矿区高硫高湿煤自燃的防控技术体系。
取得的主要创新性成果有：
1、掌握了筠连矿区煤自然发火规律，揭示了水分与黄铁矿协同诱导煤氧化放热自燃机理确定了水分与伴生黄铁矿作用下煤自燃关键基团的反应活性顺序，掌握了筠连矿区煤体自燃特征；阐明了水分与黄铁矿协同作用下煤自燃过程中关键反应基团演化规律，揭示了水分与黄铁矿诱导煤自燃的热动力学响应机制。
2、提出了采空区高温火源正反演定位方法，研发了煤自燃危险区域多元信息融合判定技术提出了采空区高温火源正反演定位判识方法，实现了采空区煤自燃危险区域发展的动态预测；提出了煤自燃高温区域多元信息融合判定理论，开发了煤自燃危险区域动态可视化判定技术。
3、掌握了筠连矿区煤自燃分级预警技术，开发了煤自燃危险程度动态感知预警云平台精细划分出筠连矿区煤自燃过程特征阶段，建立了煤自燃分级预警准则和方法；研发了煤自燃危险程度动态感知预警云平台，实现了煤自燃危险区域的动态感知预警。
4、研制了定向惰化、隔氧降温的复合阻化剂，提出了煤自燃“时空-靶向-适配”防控技术体系研制了离子液体-膨胀型温敏水凝胶高效复合阻化材料，开发了复合阻化材料的应用工艺技术；提出了开采煤自燃“时空-靶向-适配”防控技术体系，实现了筠连矿区煤自然发火隐患的精准防控。项目授权发明专利11项，实用新型专利16项，软件著作权9项；论文48篇，其中SCI/EI33篇，专著1部。项目研究成果在筠连川煤芙蓉新维煤业等煤矿成功应用，新增产值3.36亿元，有力地提升了筠连矿区的安全保障水平。该项目成果进一步揭示了水分与伴生黄铁矿煤自燃隐蔽火源动态判定及精准防控关键技术，为高硫高湿煤自燃矿井有效防控提供了理论支持及技术保障，解决了矿井开采过程中煤自燃火灾引发的重大安全与生态环境问题，符合中国安全生产战略需求。
完成人
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