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开云优惠体育网页版入口名称：煤自燃火灾风险判识、预警及应急决策体系研究

开云优惠体育网页版入口完成单位：陇东学院

开云优惠体育网页版入口完成人：杨峰峰;张巨峰;杨日丽;黄旭;龚恒敏;郑超;许泰;马德奇;白光杰

所属行业：采矿业

开云优惠体育网页版入口登记号：9622023J0066

开云优惠体育网页版入口简介：

（1）课题来源与背景
据统计，我国90%以上的煤层为自燃或易自燃煤层，由煤自燃引起的火灾占矿井火灾总数的85%～90%，在开云优惠体育网页版入口25个主要产煤省区的130多个大中型矿区均不同程度的受到煤自然发火的威胁，而煤自燃火灾的火源精准辨识一直困扰煤矿安全生产，到目前为止依然是未解难题，诸多学者一直致力于火源位置的精准确定研究。课题以煤自燃发火精准防治为切入点，进行采空区危险区域形成机理分析、风险精准辨识、监测预警及应急决策体系的研究，以提升煤矿应对不确定性风险的能力。
（2）研究目的与意义
利用火灾动力学、热动力灾害、大数据和区块链技术等领域的基础理论和研究开云优惠体育网页版入口，以实现以下目标：
①确定采空区煤自燃“三带”划分的指标，构建火灾风险判识的模型，确定内因火灾危险区域，评估矿井因内因火灾可能造成的不确定性风险。
②研究采空区中煤易自燃、瓦斯易爆炸的交汇区，划分采空区瓦斯与煤自燃耦合成灾的危险区域，避免低浓度瓦斯在煤自燃条件下发生爆炸。
③通过梳理煤自燃无线监测预警技术的发展历程，构建煤自燃监测预警体系。
④以大数据和区块链技术为驱动，建构“情景-应对”模式下煤自燃火灾的应急决策体系，对煤矿企业应急能力进行评估。
针对陇东矿区煤炭自燃发火的问题，通过现场实测、实验研究和数值模拟等方法确定采空区“三带”划分的合理指标，并划分危险区域，建立一种多参数耦合的煤自燃风险判识模型、方法及多源信息耦合的煤自燃火灾智能监测预警体系，并以区块链技术驱动“情景-应对”的内因火灾事故应急决策体系的重塑。形成火灾日常防治、监控、预警、应急处置于一体的“防”与“救”的全流程体系，对提高预防煤矿火灾、防止事故扩大和应对不确定性风险的能力具有重要意义。
（3）主要论点与论据
①揭示了采空区煤自燃危险区域形成的物理本质
采场上覆岩层移动、破断与采动裂隙分布形成的竖“三带”、横“三区”，在应力应变的重新分布过程中，导致岩体间应力传递且影响采空区内遗煤和冒落体的孔隙率分布，进而与采空区遗煤自燃建立了密切的关联。采空区遗煤自燃危险区域的出现，其根本性原因是采后覆岩形成新的稳定结构过程中，应力变化导致的孔隙率变化，进而导致采空区内气体体积分数和漏风强度的变化和重新分布，最终在采空区内形成了具有分带特征的自燃危险区域。
②揭示自燃危险区域判识参数及其内在联系
采空区遗煤孕育了自燃危险区域，但并不是采空区内所有区域都会发火，而是具有明显的区域特征。以采空区自燃“三带”划分所依据的主要指标及参数为基。瓿闪司蔡匀肌叭、动态自燃“三带”和空间自燃“三带”理论的演化规律分析和界定。
③对比分析了煤自燃火灾防控技术，以注氮、堵漏为例阐述了其对“三带”的影响效应。
④厘清了壁面红外测温法、传感器预埋测温法（以OTDR为代表）、红外光谱技术（TDLAS为代表）、气相色谱法的监测预警方法，认为随着OTDR技术与TDLAS技术的不断更新升级，将形成温度与指标气体融合的多参量煤自燃监测技术，并借助声发射技术探测采空区隐蔽火源及危险区域分布，最终构建起较为完善的煤自燃火灾监测系统。
⑤构建了基于“情景–应对”的应急决策体系和实现流程，以Logistic曲线与：愦畏治龇ㄏ嘟岷系姆椒，完成了应急机制的建构与权重计算，为煤自燃火灾应急能力建设提供了依据。
（4）创见与创新
①首次明晰了静态自燃“三带”、动态自燃“三带”和空间自燃“三带”理论的划分依据。
②揭示了采空区危险区域形成的机理和物理本质，厘清了自燃危险区域判识指标及内在联系。
③构建了“情景-应对”理念的应急决策体系，融合了Logistic曲线与：愦畏治龇，对应急能力进行了评估和应用。
（5）社会经济效益、存在的问题
目前我国正在燃烧的煤田火区主要分布于新疆、内蒙古、陕西、山西、甘肃等7个产煤大。ㄗ灾吻，因煤火每年烧损煤炭资源上万吨，直接经济损失达20亿元以上，因煤火燃烧产生的CO2约占全球化石燃料碳排放的0.10%～0.22%，造成严重的资源损失和生态环境恶化。自2011年以来，我国煤炭开采重心西移，矿井煤自燃火灾呈现出新的特点。庆阳辖区煤炭预测储量达2360亿t，煤层气资源预测储量1.3588亿m3，煤炭资源占到全省的94%以上，埋深1000m以浅的D级煤炭预测储量高达190亿t，大部分煤层能够发生煤炭自燃，如核桃峪煤矿自然发火期为45天，如果不采取合适的防治措施，不仅造成煤矿内因火灾，也会导致人员伤亡。该课题的研究开云优惠体育网页版入口，包含内因火灾防治技术、监测监控系统及应急决策体系，有助于抑制或减少煤矿自燃火灾的发生，大幅度降低CO2的排放量，减少温室效应，将有力助推“3060”碳目标的实现，对保障煤矿安全生产、提升应对不确定性风险的能力、减少资源浪费有重要现实意义。课题的实施，也有助于搭建与企业的人才交流平台，助推产学研合作深入开展。
（6）历年获奖情况
暂无获奖。