含复合添加剂细水雾熄灭煤油池火实验

在标准受限空间内使用含复合添加剂细水雾和纯细水雾进行熄灭煤油池火的对比实验，通过细水雾吸热功率和火源平均功率之比、灭火时间、火焰温度以及烟气浓度对含复合添加剂细水雾熄灭煤油池火的机理和有效性进行了分析.实验研究表明：复合添加剂弥补了细水雾单纯依靠物理作用灭火的不足，可以在较小的细水雾吸热功率和火源平均功率比值情况下灭火，大幅减小用水量，降低水渍损失，相对于纯细水雾提高了灭火性能和效率.     

超细水雾作用下瓦斯火焰抑制特性研究

为了降低瓦斯燃烧带来的危害性,在搭建0.36m×0.36m×0.70m标准受限空间的基础上,采用超细水雾灭火技术,研究了超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的有效性以及雾化速率、施加位置和添加剂等因素对其抑制效果的影响.结果表明:超细水雾可以有效降低瓦斯燃烧的热释放速率和烟气温度,抑制瓦斯的燃烧火焰.随雾化速率的升高,超细水雾的抑制效果增强,当前实验条件下,超细水雾雾化速率临界值约为400ml/min,此时其能有效地熄灭瓦斯火焰.从受限空间底部施加超细水雾的抑制效果优于从顶部施加.在超细水雾中加入某种具有化学抑制作用的添加剂,能有效地增强超细水雾抑制效果.     

防控采煤工作面瓦斯燃烧新技术实验研究

在分析井下瓦斯燃烧起因和特点的基础上,结合目前煤矿多发的瓦斯燃烧事故,建立超细水雾作用下采煤工作面瓦斯燃烧防控实验平台。在不同条件下进行系列超细水雾抑制瓦斯燃烧实验,以甲烷流量150 mL/min、其体积分数90%、超细水雾流量220 mL/min、水雾粒径5～30 μm为最佳实验工况进行水雾与瓦斯燃烧作用机理研究。结果表明：超细水雾与瓦斯火焰作用后,在火焰周围形成封闭水雾圈,瓦斯燃烧火焰出现被抑制-切割-再抑制-再切割的过程,使火焰由大变小,直至熄灭;与自由燃烧相比,火焰周围温度和氧气体积分数均出现不同程度的降低,整个熄灭过程仅用90 s。     

超细水雾抑制瓦斯爆炸的可行性研究

利用超细水雾冷却效率高,吸热效果好的特点,对“瓦斯—空气”混合气体在不同量超细水雾氛围内的爆炸过程进行了初步的实验研究。实验发现在超细水雾氛围内,瓦斯爆炸的火焰传播速率明显降低,起爆阶段的火焰传播加速度也有较大幅度的降低,火焰在实验管道内的传播时间显著延长,并且发生了火焰驻停现象,但爆炸感应期变化不大。这表明超细水雾较高的吸热效率有效地消耗了瓦斯爆炸燃烧生成的一部分热量,削弱了火焰传播的能量。如果在超细水雾中再加入某些能够起到化学抑制作用的添加剂,形成含添加剂的超细水雾,就能更为有效地抑制瓦斯爆炸火焰的传播。     

细水雾透过网格形障碍物熄灭油池火的试验

为了研究障碍物对细水雾灭火的影响,在网格形障碍物阻隔条件下,利用细水雾对小尺寸油池火的灭火效果进行了试验研究.在3.0 m×3.0 in×2.8 m的标准受限空间内,选取火灾功率固定的较小尺寸煤油池火进行一系列细水雾模拟灭火试验.试验结果表明:障碍物之间的距离、障碍物与火源间的距离等都对细水雾抑制火焰有明显影响.在较小尺寸油池火存在的情况下,适当增加网格形障碍物与火源间的距离,并减少网格形障碍物的等效面积至10%以下,可以使细水雾有效抑制、熄灭油池火焰.     

超细水雾雾化方式对甲烷爆炸过程影响的实验研究

通过可视化实验对超细水雾作用下的爆炸过程进行研究,采用两种雾化方式产生超细水雾并借助PDPA实现确定水雾参数下的爆炸影响研究,发现超细水雾将导致爆炸产生增强与抑制两种相反的作用结果;超细水雾通过影响火焰阵面结构间接影响爆炸强度,而超细水雾对火焰阵面的影响程度与水雾参数(水雾粒径、速度和水雾浓度)有关;受超细水雾作用后的火焰分为4种结构,为有效实现爆炸抑制,应使其为小尺度湍流火焰,实现良好的热量交换且不引起明显的火焰面结构变化。同时,压力上升与火焰传播是相对应的,爆炸压力、压力上升速率曲线双峰值和火焰传播速度受水雾参数的影响显著。     

氧气浓度分析法评价细水雾添加剂灭火有效性的实验研究

通过实验和计算证明O2浓度分析是评价含添加剂细水雾灭火有效性的简单而有效方法。采用燃烧分析仪测定细水雾灭火实验过程中的O2浓度,比较含不同添加剂细水雾和纯水细水雾在同一实验控制条件下的O2浓度变化规律,利用O2浓度变化规律判断含添加剂细水雾灭火的效率。     

超细水雾增强与抑制甲烷/空气爆炸的机理分析

通过数值模拟方法对密闭容器内部超细水雾与甲烷/空气爆炸火焰的相互作用机理进行研究。采用大涡模型和部分预混燃烧模型分别对爆炸火焰流场和甲烷/空气燃烧过程进行计算;利用欧拉-拉格朗日方法对连续相和离散相方程进行耦合求解,实现气液两相间的质量、动量和能量的传递。通过实验验证了模型的准确性,并详细分析了水雾导致爆炸增强与抑制的机理。结果表明:水雾吸收的汽化潜热大于显热,且两者均远大于液滴的动量吸收作用;水雾吸热和汽化膨胀两种效应的共同作用导致增强和抑制爆炸两种相反的结果,液滴粒径、速度和水雾质量浓度将影响火焰面的温度、导温系数、脉动速度和湍流尺度,进而影响火焰传播速度和容器内部的热增速率。     

水雾对钻孔瓦斯爆炸火焰的抑制效果研究

利用自行研制的钻孔瓦斯气体燃烧受限空间与水喷雾系统,对细水雾抑制瓦斯爆炸火焰的效果进行了实验研究。结果表明:水雾对气体爆炸火焰的抑制效果与雾通量、雾动量和雾滴粒径有关。雾滴粒径越小,灭火时间越短。喷雾压力越大,灭火效果也越强。其中喷头IV的灭火效果最佳,当压力为2.0 MPa,不到6 s就可以将火焰完全熄灭。     

水雾抑制钻孔瓦斯爆炸火焰效果试验

为了研究水雾对瓦斯爆炸火焰传播的抑制效果,利用自行研制、加工的钻孔瓦斯气体燃烧受限空间与水喷雾系统,对不同压力、不同喷头作用下细水雾抑制瓦斯火焰的效果进行了试验研究.试验结果表明:水雾对气体爆炸火焰的抑制效果与雾通量、雾区长度、雾动量和到达水雾区火焰的传播速度有关.雾滴粒径越小,灭火时间越短,灭火效果越强.喷雾压力越大,灭火时间越短,灭火效果也越强.喷头在压力为2 MPa时,实际雾区长度最小为70 cm时,不到6 s就可以将10 m/s左右的火焰完全熄灭.     

提高汽雾阻化防灭火技术效果的研究

目前我国很多矿井采用汽雾阻化防灭火技术来阻止煤炭自燃和抑制矿井火灾的发生。但由于汽雾阻化的局限性等因素,其阻化效果不是十分理想,经常有漏喷和多喷的现象,因此提高气雾阻化效果是十分必要的。文章介绍了提高汽雾阻化效果的一些方法,并对如何提高其效果的新方法进行了可行性分析。这对汽雾阻化防灭火技术的应用和推广具有实际的参考价值和指导意义。     

煤炭自燃及常用防灭火措施的阻燃机理分析

根据煤体的大分子结构形式，探讨了煤在破压裂过程中和低温经过程中活性自由基团的生成以及煤的自燃机理；分析了煤的变质程度、浮煤堆放蓄热环境和漏风供氧对煤炭自然氧化的活性自由基链式反应过程的影响。并将活性自由基链式反应理论用于解释黄泥浆、喷洒灌注阻化链和注氮的阻燃机理。     

高硫煤层自然发火防治技术综述

为解决高硫煤层自然发火频发问题,分析了井下多元硫化物产生原因以及对煤自然发火的影响,结合硫化物燃点和煤氧化升温进程,划分了含硫煤自燃的3个阶段,确定了不同硫化物煤层自燃综合防治技术。结果表明:高硫煤自燃主要是由硫化物自燃引起的,可靠的预测预报应以硫化物的燃点为基准;含FeS2煤层防灭火要尽量控制周围环境的干燥度或压注以石灰石、水玻璃为主料的阻化剂;含FeS煤层防灭火要及时回收金属制品,并加强井上、井下联合堵漏;含H2S煤层采用"稀释、喷、注"的方法。研究结果对高硫煤层防灭火具有重要指导意义。     

注氮技术在鑫顺煤矿采空区防灭火中的应用

为了有效控制和扑灭井下采空区火灾,以注氮为主的防灭火是井下预防火灾和减少火灾事故损失的一种非常有价值和实用的技术。鑫顺煤矿针对综放工作面自然条件,通过合理选择注氮方法和工艺,制定操作规范和注氮技术要求,现场实施后有效抑制了工作面采空区煤炭自燃发火现象,对于开采自燃煤层煤矿火灾防治具有积极的推广价值。     

兴隆庄矿4322综放面停采线火灾治理

在分析兴隆庄煤矿4322综放面煤层自燃原因的基础上,利用氮气防灭火技术控制火区的扩展,运用复合胶体防灭火技术熄灭高温火区,这些技术的成功运用抑制了采空区深部火源向工作面的扩展,保障了兴隆庄煤矿4322综放面的安全撒架,为煤层内因火灾防治提供了新的方法和途径。     

孤岛综放工作面掘进防灭火技术

在对孤岛综放工作面的发火原因分析的基础上,提出了孤岛综放工作面掘进综合防灭火技术,并将综合防灭火技术成功应用于运河矿1302孤岛面掘进中.     

煤自燃中的各种基元反应及相互关系:煤氧化动力学理论及应用

针对煤结构及其反应的复杂性,在综合分析煤中活性基团种类、结构形式及其在反应中转化特性的基础上,构建了煤自燃中的活性结构单元,采用前线轨道理论和量子化学计算分析了活性位点上的电子转移及其完整反应路径、活化能及放热量,建立了煤自燃过程中的13个基元反应及其反应顺序和继发性关系,揭示了以氧气引发的持续将煤中原生结构转化为碳自由基并释放气体产物的低活化能链式循环的煤氧化动力学过程,提出了煤氧化动力学理论,阐明了煤自燃产热产物的反应机理,该理论在煤自燃倾向性鉴定和煤自燃高效化学阻化技术研究中得到了成功应用。