基于FLUENT的采空区瓦斯运移规律数值模拟研究

为了研究采空区瓦斯运移规律,以汪家寨煤矿P41104综放工作面采空区为原型,运用FLUENT软件进行建模,针对不同风速、遗煤升温及上隅角瓦斯浓度超限3类情况进行模拟研究,结果表明:通风条件下对采空区浅部瓦斯浓度场有较大影响,但随着走向和倾向距离增大,通风对采空区瓦斯浓度场的影响非常小;采空区出现遗煤氧化升温现象后,高温热源周围的瓦斯浓度随着温度的升高而升高,但升高幅度较小,并且高温热源对整个采空区温度场的影响较小;高位钻孔抽采瓦斯可以有效解决上隅角瓦斯浓度超限的问题。     

基于FLACS的受限空间瓦斯爆炸数值模拟

为了对矿井瓦斯爆炸灾害进行有效防治、安全评估和事故调查,采用XKWB-1型近球型密闭式气体爆炸特性测试装置进行甲烷爆炸实验,并应用FLACS软件对该爆炸过程进行数值模拟,二者对比表明添加辐射模型的模拟与实验结果基本吻合,平均误差1.88%,说明辐射换热是瓦斯爆炸过程中除热传导和热对流外主要的热量传递方式。模拟结果表明,瓦斯爆炸燃烧波以近球面波的形式向四周传播,小空间内各点压力很快达到均匀,从容器壁面到点火源处温度梯度不断增大;当火焰面传至壁面附近时,未燃气体受壁面作用产生回流,上下、左右的回流气体相遇形成的涡旋使火焰加速,在可燃性气体燃烬时爆炸超压达到最大值。添加辐射换热模型的模拟结果误差基本满足工程需要,可应用于更复杂空间的瓦斯爆炸过程模拟。     

Research on new-style seal-filling hydrogel material for coalmine fire zone

The present seal form is restricted by itself, so pilot study in new-style seal-filling hydrogel by choosing acrylamide as absorb-water performance monomer with binary solution hybrid method was carried out. The feasibility of using new-style seal-filling hydrogel to build hermetic wall rapidly was indicated from results. Gelling time of seal-filling hydrogel was influenced by gelling temperature, initiator concentration and accelerator content. Gelling time decreased by 1/3-1/2 times as gelling temperature increased by each 10 ℃. Gelling time was proportional to 1/2 power of initiator concentration, and was linear of accelerator content with one power. Addition, deformation rate of seal-filling hydrogel depended on monomer content, cross linking agent concentration, accelerator content. And staggered change of elastic modulus was come forth, its demarcation points generally appeared at the value of 50% of vertical deformation.     

C2H6、C2H4、CO与H2对甲烷爆炸压力及动力学特性影响

为量化可燃气体爆燃引起的潜在危险性提供相关的基础数据,设计出在气体燃料加工、储存和运输过程中能够承受爆炸危险的容器。运用20 L球形气体爆炸系统,在不同初始温度（298～373 K）与不同的预混气体（CO、H₂、C₂H₄、C₂H₆）体积分数（0.4%～2.0%）条件下,获取了甲烷体积分数为7%与11%的甲烷?空气混合物的爆炸压力特性参数。此外,采用 CHEMKIN软件,模拟分析了不同体积分数的预混气体在爆炸过程中H·、O· 和·OH自由基摩尔分数的变化趋势,并进行了敏感性分析。结果表明,同一体积分数的预混气体,随初始温度的增加,最大爆炸压力呈线性降低,最大爆炸压力上升速率几乎恒定或下降。同一初始温度,对于甲烷体积分数为7%的甲烷?空气混合物,随着预混气体的体积分数增大到2%,其最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率均呈增大的趋势,而甲烷体积分数为11%的甲烷?空气混合物对应的最大爆炸压力与最大爆炸压力上升速率均呈减小趋势。随着预混气体体积分数的增加,甲烷体积分数为7%的甲烷?空气混合物在爆炸过程中H·、O·和·OH自由基摩尔分数峰值上升。O·和·OH自由基摩尔分数峰值在甲烷体积分数为11%的甲烷?空气混合物中呈下降趋势,H·自由基摩尔分数峰值有所上升。对于甲烷体积分数为7%与11%的甲烷?空气混合物,其影响甲烷的关键基元反应式不变,敏感性系数随预混气体体积分数的增加而减弱。      

CNG加气站抑爆系统研制

现有CNG加气站普遍缺少预防和控制火灾与爆炸灾害事故的综合配套技术,特别是缺少先进的自动快速灭火抑爆技术及装备。CNG加气站现有消防设施动作时间长,不能有效防止天然气的爆炸,为此,开发研制了产气式自动干粉抑爆系统,由紫外传感器、控制器、抑爆器组成,可用于爆炸性气体（粉尘）场所的敞开或半敞开空间抑爆。当发生气体（粉尘）燃烧、爆炸时,紫外传感器接收火焰信号,传送至控制器,控制器产生触发电压,使抑爆器的产气剂释放出大量气体,驱动快速喷撒出干粉灭火剂,形成足够浓度的灭火剂粉雾体,有效扑灭爆炸火焰,具有动作速度快、抗干扰能力强、可靠性高、安装使用方便等优点,在天然气模拟爆炸试验中能有效抑制天然气爆炸,可用于CNG加气站或其他燃烧爆炸性气体场所,提高其整体防灾抗灾能力。     

淮南矿区粘土灌浆材料的实验研究

淮南矿区长期以来主要采用以灰砂粘稠剂为悬浮剂的粉煤灰灌浆材料进行煤层自燃治理。为了改变粉煤灰浆液悬浮效果较差的状况,选取粘土作为灌浆材料,通过系列实验研究了稠化胶体悬浮剂JXF1930和复合胶体胶凝剂FCJ12对其悬浮性、胶凝性、假塑性、粘稠度的影响,同时对粉煤灰和粘土两种灌浆材料的经济效益进行了对比分析,总结出了粘土灌浆材料自悬浮性、流动性、胶凝性均较好,且成本低的优点。     

N2和CO2对液化石油气(LPG)惰化抑爆效能对比分析

为探究惰性气体对液化石油气（LPG）惰化抑爆效能的影响规律,本文运用可燃气体爆炸极限测定装置和可视化球型爆炸综合实验系统,分别测试了不同体积分数N₂和CO₂时,LPG的爆炸极限和压力特性参数并进行对比分析。结果表明：N₂和CO₂都会缩小液化石油气的爆炸极限,且对爆炸上限的影响程度更大;达到爆炸临界点时,CO₂体积分数为34%,小于N₂的43%,并且给出了爆炸危险区域的计算公式;在相同条件下,CO₂使得液化石油气的最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率降幅大于N₂的作用效果,且更好地降低了爆炸危险度和最大爆炸指数,提前了爆炸最猛烈程度的出现时间,减小爆炸危险时间。综合对比后发现,CO₂对LPG的抑爆性能要优于N₂。     

SiO2纳米粉体抑制瓦斯爆炸的试验研究

为了研究纳米粉体的抑爆作用,采用自主改进容积为20L的近球形抑爆试验系统,测试添加SiO2纳米粉体时的瓦斯爆炸极限、压力等特性参数的变化,并同微米级粉体对比分析其抑爆效果,同时研究粉体质量浓度和点火时间对抑爆效果的影响.试验结果表明:同微米级粉体相比.纳米粉体的抑爆效果更好;质量浓度为0.1 g/L、粒径为 50 nm 的SiO2 粉体可使瓦斯与空气混合气体(瓦斯体积分数7%)的爆炸压力下降约70%,压力上升平均速率下降约90%,爆炸极限范围缩小约43%;超细粉体抑爆剂在固定空间内存在最佳抑爆浓度范围,并不是粉体添加量越大抑爆效果越好;粉体抑爆剂喷洒形成固体微粒气溶胶后存在最佳抑爆时间范围,超出该时间范围抑爆作用衰减明显.     

多元混合气体对CH4爆炸影响的反应动力学模拟

为深入研究多元混合气体对CH4爆炸的影响和作用机理,选取C2 H6,C2 H4,CO,H2典型可燃气体,采用CHEMKIN软件构建零维封闭均相反应器模型,研究其对CH4爆炸反应过程的影响,模拟分析以CO为主导的混合气体对CH4最大爆炸压力、最大爆炸温度和爆炸过程中关键自由基(H,O,OH)的影响,同时对H+OH自由基最大体积分数变化规律进行分析,并与理论当量状态下各单一气体对CH4爆炸过程的影响规律作对比.结果表明:混合气体的添加对CH4最大爆炸压力和最大爆炸温度有明显促进作用;爆炸过程中H自由基最大体积分数持续增加,O和OH自由基最大体积分数变化与CH4体积分数有关;多元混合气体对CH4的最大爆炸压力和最大爆炸温度影响与单一H2或CO对其影响规律相似,对关键自由基(H,O,OH)的影响规律与CO更为接近.通过敏感性分析获得了影响CH4爆炸过程的关键反应.     

Effect and Mechanism of Rare Earth Hydrotalcite Inhibiting Coal Spontaneous Combustion

A hydrotalcite(layered double hydroxide, LDH) inhibitor which is suitable for the whole process of coal spontaneous combustion and a LDH inhibitor containing rare earth lanthanum elements were prepared. The inhibition effect and mechanism were analyzed by scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffraction(XRD), thermal performance analysis, in-situ diffuse reflectance infrared spectroscopy and temperature-programmed experiment. The results have shown that the inhibitor containing lanthanum can ...