细水雾灭火添加剂的选择与实验研究

通过对国内外细水雾添加剂种类和灭火原理的分析，提出将细水雾添加剂分为物理添加剂和化学添加剂。探讨了在A类火灾和B类火灾中细水雾复合添加剂组成确定的一般性原则，提出对于化学灭火添加剂一般通过实验的方法来确定其组成和质量分数，由不同的火灾场景来确定复合添加剂中物理添加剂的组成。由于添加剂对于细水雾灭火效果各有利弊，采用正交设计的方法确定复合添加剂的组成和质量分数。     

管道内预混合成气爆炸特性

通过自主搭建的小尺寸实验平台,对比研究了当量比为1时不同氢气体积分数下,预混合成气在开口和闭口管道中的爆炸特性。研究结果表明:开口和闭口管道中合成气爆炸预混火焰传播结构具有明显差异;在闭口管道中,在所有的氢气体积分数下均观测到经典郁金香火焰结构,其中氢气体积分数为70%和90%时,能够观测到扭曲的郁金香火焰结构;在开口管道中,仅在氢气体积分数为10%、30%、50%时形成了经典郁金香火焰,且当氢气体积分数为10%、30%时,出现了扭曲郁金香火焰。开口和闭口管道中的火焰传播速度和爆炸压力峰值均随着氢气体积分数的增加而增大。当氢气体积分数较低(φ50%)时,火焰传播速度和爆炸压力峰值随着氢气体积分数的增大而迅速增大,而在较高氢气体积分数(φ≥50%)时,随着氢气体积分数的增加,火焰传播速度和爆炸压力峰值增加缓慢。     

感应式荷电细水雾荷质比影响规律研究

荷电细水雾可以有效地提高抑制瓦斯爆炸的效率。其中,雾滴的荷质比是细水雾抑爆效率的重要影响因素。利用网状目标法测试系统,通过改变荷电电压、电极间距、喷雾压力、环形电极的横截面积和材质,研究各种因素对水雾荷质比的影响规律。结果表明:水雾荷质比随荷电电压的升高呈现线性增长关系,随电极间距或环形电极横截面积的增大而增大;喷雾压力增大,荷质比呈现增长趋势,但增长幅度不明显;水雾荷质比不受电极环材质影响。在实验条件下,当荷电电压为7 k V、电极间距为12 mm、电极横截面积为4 mm2,喷雾压力为1.4 MPa时,雾滴荷电效果最好,荷质比为0.539 7 m C/kg。     

二氧化碳-超细水雾抑制甲烷爆炸的实验研究

为了研究受限空间内二氧化碳-超细水雾对甲烷爆炸的影响,通过自行设计的120mm×120mm×840mm半封闭透明的甲烷爆炸实验台,开展不同气雾比二氧化碳-超细水雾对化学当量比甲烷-空气预混气体的抑爆研究。实验结果表明：二氧化碳和超细水雾结合的抑爆效果要优于单独使用任何一种抑制剂效果之和;CO2体积分数一定的情况下,甲烷气体的爆炸压力、压升速率和爆炸火焰的传播速度均随着超细水雾体积量的增加而明显减小。当单独加入体积分数为2%CO2和1.4mL超细水雾时,两种工况下压力峰值下降之和为72.3mbar;而在两者共同作用下,9.5%甲烷爆炸的超压峰值下降了92.95mbar,说明二氧化碳-超细水雾抑制甲烷爆炸时具有协同效应。     

顶板巷瓦斯抽采诱导煤自燃机制及安全抽采量研究

在统计分析顶板巷瓦斯抽采在国内使用情况的基础上,为了协调顶板巷瓦斯抽采与煤自燃的关系,立足解决顶板巷瓦斯抽采诱导煤自燃问题,以耿村矿为例,通过顶板巷气体成分及采空区温度的实测分析,证实了顶板巷瓦斯抽采诱导采空区漏风及自燃的发生。通过数值计算及理论分析,识别了顶板巷瓦斯抽采下的漏风通道存在形式以及漏风动力构成,揭示了顶板巷瓦斯抽采诱导遗煤自燃的作用机制。提出了安全抽采量的概念,基于质量守恒,以风排瓦斯及采空区氧化带宽度为约束指标,建立了安全抽采量数学模型。通过对模型的检验,验证了安全抽采量模型的正确性和有效性。     

煤田火区扩散机理与煤岩裂隙发育规律研究进展

煤田火是煤炭开采过程中遇到的主要灾害之一,也是世界性灾害之一.但煤田火区扩散机理及相关影响因素的研究则仍未完善,其中近地表煤岩裂隙的产生和发育为煤田火的燃烧和扩散提供了持续可靠的的供氧通道.国内外学者对煤田火区的燃烧机理、燃烧气体在裂隙中的运移特征与煤田火燃烧特性之间的关系,以及煤岩裂隙发育特征等方面的分析与研究,对于煤田火燃烧的认识存在不足之处,通过分析煤田火区扩散的相关影响因素为煤田火区的治理提供了依据.     

综放工作面瓦斯燃烧影响因素评价探析

对阳煤五矿影响综放工作面瓦斯燃烧的危险因素进行了分析,根据分析结果建立了评价层次模型,运用层次分析法确定了影响综放工作面采空区瓦斯燃烧各危险性因素的权重系数,并对权重系数进行了层次总排序。计算结果表明:工作面通风方式、瓦斯抽采方式和煤层瓦斯含量等是防止工作面瓦斯燃烧中需要优先考虑的影响因素。     

基于简化反应机理的甲烷-空气爆炸增厚火焰大涡模拟

基于简化的单步反应机理,采用增厚火焰模型开展了管道内甲烷-空气爆炸大涡模拟,分析了Légier （TF1） 与Durand （TF2） 提出的两种火焰探测函数对模拟结果的影响。结果表明,大涡模拟能够精确预测管道内火焰传播过程中出现的郁金香形状与形成特征时间。尽管两种探测函数的火焰传播速度与超压的大涡模拟结果与实验基本一致,但TF2预测值更加精确。火焰探测函数对效率因子变化基本上没有影响,TF1对火焰的增厚效应要强于TF2。