煤与瓦斯共采在错层位巷道布置中的机理研究及应用构想

为了完善现有煤与瓦斯共采技术，创新煤与瓦斯共采方法，对错层位巷道布置下的煤与瓦斯共采系统展开研究，利用相似模拟试验，分析错层位巷道布置覆岩运动情况，预测其开采围岩裂隙发育和瓦斯运移形式，提出了创新煤与瓦斯共采技术构想。研究结果表明:采空区覆岩三带高度随接续工作面的增加而增大，相邻采空区垮落矸石压实区呈现“O-L-O”形变化，多个相邻采空区覆岩出现大“O”形圈裂隙带；相邻采空区内瓦斯可实现相互运移，大“O”形圈裂隙带内赋存大量瓦斯气体；研究提出了地面钻井抽采瓦斯、走向高位瓦斯抽采巷和外错尾巷穿层钻孔3种煤与瓦斯共采技术，比传统巷道布置情况下的煤与瓦斯共采技术在安全、经济等方面更具优势。     

"十三五"国家自然科学基金对能源环境管理领域的资助状况和趋势

能源环境管理是各界关注的热点话题,也是科学研究的重要方向.以国家自然科学基金资助能源环境管理领域的科研项目为基础数据信息,本文重点分析了"十三五"期间国家自然科学基金在该领域资助项目的总体特征、研究主题和热点变化,并结合新时代科学基金资助导向提出了可能的发展趋势.主要结论包括:①能源环境管理领域面上、青年、地区等自由探索类项目的立项绝对数和学科占比均呈上升趋势,并更多向青年学者倾斜,资助强度保持稳定;②碳、能源和环境是自由探索项目中出现频率最高的热词,与之相关的研究主题随着政策等调整具有动态变化特征;③能源环境管理领域重点、重大等引导类项目和优青、杰青、创新研究群体等人才类项目不断实现突破,增速明显,学科占比优势突出;④问题导向与本土情景、理论体系和一般规律、学科交叉融合,以及市场和微观主体作用是研究选题确立与项目申请时可能需要重点关注的方向.     

井下光谱多参数分析系统开发

本系统基于气体浓度光学分析方法理论朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律、光谱气体检测技术开发,实现了对煤矿火灾与瓦斯灾害超前预警、灾害产生的有毒有害气体实时监测和煤矿环境气体爆炸危险性辨识,对于煤矿灾害防治、救灾过程中杜绝次生灾害,保障煤矿工人及救护队员的生命安全,促进煤矿安全生产具有重要意义。     

风筒出口至迎头距离对流场分布的影响

为考察风筒出口至迎头距离对掘进巷道流场分布的影响,利用Fluent软件模拟研究了风筒出口至迎头不同距离下的掘进巷道流场分布情况。结果表明,风筒出口至迎头不同距离下的瓦斯及粉尘浓度分布规律基本一致,均在风筒出口处较低,在迎头及巷道底板处较大,在迎头端底板处达到最大值。随着风筒出口至迎头距离的增大,靠近迎头区域处瓦斯及粉尘浓度均得以降低,但远离迎头处的瓦斯及粉尘浓度则有所增大。风筒出口不宜距迎头过远,也不可过近,过远会导致迎头处瓦斯超限,过近则会增大粉尘弥漫范围,不利于现场工人作业。     

对称障碍物条件下瓦斯爆炸火焰与压力波耦合作用研究

为了研究对称障碍物条件下瓦斯爆炸压力波与火焰传播的耦合作用,在150 mm×150 mm×1 700 mm的有机玻璃瓦斯爆炸管道中,距离点火端不同距离安装0.5阻塞率的对称障碍物,进行8.5%甲烷体积分数的爆炸试验,采集瓦斯爆炸的超压信号并同步拍摄火焰传播图像。结果表明:火焰穿越板式对称障碍物的过程经历了火焰加速、火焰降速到火焰再加速的过程,火焰降速的时间仅为5 ms。距离点火焰源不同长度的对称障碍物在火焰加速过程中的作用存在明显差异,近点火源的障碍物作用主要为诱导湍流,远离点火源的障碍物作用主要为湍流增强。     

煤掺氨燃烧过程中NO生成特性和氨氮转化行为研究

在实验室小型沉降炉上开展了氨、煤单独燃烧以及掺混燃烧实验，并结合数值模拟探究了氨煤掺烧的NO生成特性、中间反应过程及氨氮转化行为。结果表明，氨煤掺烧工况下的NO生成浓度远高于氨、煤单烧工况，且高于氨、煤单烧工况总和。掺氨比例为45%(热量比值，下同)时，氨煤掺烧NO排放比氨、煤单烧之和提高70.17%;而掺氨比例不变、燃料质量变为2倍后则提高79.36%,说明煤粉与氨掺烧后会导致NO排放升高。模拟结果表明，掺氨后反应器内NO浓度有一个快速增大阶段，此时氨开始氧化生成NO。氨氧化反应与氨还原反应同时发生，由于氨氧化速率始终高于氨还原速率，导致NO浓度升高。氨煤掺烧后，氨燃烧相关反应平均反应速率峰值增大，峰值出现位置提前，促进了氨氮向NO转化。     

采空区遗煤二次氧化特性分析及预防措施

通过调研国内外文献,分析和总结了煤二次氧化特性的宏观和微观实验研究现状及防灭火技术现状,从气体浓度、耗氧速率、特征温度、放热强度、官能团等方面综合论述了遗煤二次氧化的自燃特性及变化规律,指出了遗煤二次氧化的研究方法和遗煤自燃防治措施的新发展方向。     

煤制乙二醇废水预处理装置的工业化调试

针对煤制乙二醇废水含高浓度硝酸盐氮的特点,设计了缺氧膨胀床(AEB)反应器预处理装置,并进行了工业化启动和调试运行,考察了其在反硝化连续流运行条件下的处理效果及工艺参数变化。结果表明,AEB反应器启动后,填料层生物膜挂膜快速且生长稳定。反应器在工业化调试阶段运行稳定,COD和TN的去除率和去除负荷较为稳定。在受到来水冲击后,AEB反应器处理效果稳定,出水可在短期内恢复正常。该技术的系统操控参数范围较广,易于工业化操控运行,在煤制乙二醇废水和其他含高浓度硝酸盐氮废水的处理中具有较大的推广价值。     

建筑施工安全隐患的分类与分级研究

研究建筑施工过程安全隐患的分类与分级方法,对促进建筑施工安全隐患排查管理行动,提升安全生产绩效具有重大的理论和现实意义。为此,本文基于建筑施工安全生产的本质安全性理论与事故致因原理,建立了隐患演变为事故类型的关系模型;基于系统性、科学性、层次性和预防性原则,将建筑施工安全隐患分为结构类、功能类、流程类、防护类、环境类和行为类6大类;基于风险评估方法,建立了隐患演化为事故的可能性的隐患特征系数和严重性的隐患类别评估LC方法,将施工安全隐患分为特别重大隐患、重大隐患、较大隐患和一般隐患4级,便于与生产安全事故管理的协调,彰显"隐患就是事故"的观念。研究成果在多个工程的数十项危大工程进行施工安全隐患排查评估实践,据此,文章最后给出了典型的施工安全隐患排查评估案例。     

室内空气和灰尘中全(多)氟烷基化合物的研究进展

全(多)氟烷基化合物(per(poly)fluoroalkyl substances,PFASs)在环境各个介质及人体样品中广泛被检出,近年,在室内空气和灰尘中也普遍发现PFASs.研究表明,室内空气中PFASs的含量普遍高于室外空气,室内空气和灰尘中的PFASs可能是室外空气的污染来源及人体暴露源,因此室内环境中PFASs成为环境领域的又一个研究热点.但目前为止,我国还没有开展室内空气中PFASs的相关研究,室内灰尘中PFASs的研究也相对较少.本文就室内空气和灰尘中PFASs的采样与分析方法、污染现状、来源分析及人体暴露等4个方面进行了综合阐述,以期为我国室内环境中PFASs的研究提供参考.