钻孔瓦斯燃烧影响因素评价研究

瓦斯燃烧是煤矿开采过程中存在的重要危险因素之一,其发生是由多因素共同导致的灾害现象.结合平顶山十矿戊20160工作面的打钻情况,对影响钻孔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钻孔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.计算结果表明钻孔施工工艺、合理的配风量、煤层瓦斯含量等是防止钻孔瓦斯燃烧中优先考虑的影响因素,为煤矿防止及治理钻孔瓦斯燃烧提供了科学的理论依据.     

承压破碎煤体渗透特性参数演化实验研究

为研究承压破碎煤体渗透特性参数演化规律,利用自主设计的承压破碎遗煤渗透率演化实验装置,开展了不同粒径配比煤样在不同轴压下的渗透率演化实验。实验结果表明:(1)在相同应力作用下,随着煤样粒径的增大,其渗透率逐渐变小,且较大粒径范围煤样的渗透率较小;在应力增加量相同的条件下,随着煤样粒径的增大,其渗透率的变化率越大,且混合粒径范围较大煤样渗透率的变化率均高于单一粒径或粒径范围小的煤样的变化率。(2)在较低孔隙压力范围内,煤样的渗透率均随孔隙压力的增大呈现出降低趋势,且存在一个轴压的临界值(9 MPa左右)。当轴压小于该临界值时,随着孔隙压力的增加,煤样渗透率的变化趋势更明显;而当轴压大于该临界值时,煤样渗透率的变化趋势较为平缓。(3)加载初期,随着孔隙率的减小,渗透率近似线性下降;当轴压达到9~12 MPa时,渗透率随孔隙率的下降较为平缓;继续增加轴压,渗透率随孔隙率的减小而急剧降低。     

基于不同直径的高压管道瓦斯泄放自燃实验研究

为了探讨高压瓦斯在泄露过程中的危险性,采用自行设计和搭建的高压瓦斯泄放自燃实验平台,研究了初始压力、下游释放管道直径对高压瓦斯泄漏到空气中时发生自燃的影响.实验观察到2种不同的结果,即成功自燃、未成功自燃.研究结果表明,自燃现象的发生受下游释放管道的直径、长度以及爆破片的破裂方式等方面的影响;在相同实验条件下,使用直径较小的管道要比使用直径较大的管道更容易发生自燃现象.通过降低瓦斯源的初始压力,以及选择合理的泄压方式可以降低高压瓦斯泄漏过程中发生自燃的可能性.     

障碍物诱导瓦斯爆炸湍流火焰数值模拟

为了研究障碍物诱导湍流火焰特性,基于150 mm×150 mm×500 mm的小尺度爆炸腔体,在三个障碍物交错放置的条件下,采用预混燃烧模型对瓦斯爆炸过程进行大涡模拟。基于模拟结果,分析了瓦斯爆炸过程中火焰结构、未燃气体流动迹线以及火焰与未燃气体漩涡耦合规律。结果发现:小尺度条件下,障碍物诱导火焰形变,增大火焰面积,提高燃烧速率;在障碍物扰动作用下,未燃预混气体在障碍物形成漩涡,且漩涡尺寸及强度逐渐增大;未燃预混气体漩涡将爆炸火焰卷入其中,形成湍流火焰。     

含添加剂细水雾灭火模型及其应用

通过对细水雾的一维瞬间模型进行修改，建立了含添加剂细水雾灭火模型，并论述了该模型的实际应用，结合已有的实验条件对模型进行了验证。主要在于通过含添加剂细水雾灭火模型，提出了细水雾中添加剂灭火有效性的评价指标K，该模型还可对已安装的细水雾灭火系统的灭火有效性进行评价，因而具有较大的实际应用意义。     

钻孔瓦斯燃烧影响因素评价研究

瓦斯燃烧是煤矿开采过程中存在的重要危险因素之一,其发生是由多因素共同导致的灾害现象.结合平顶山十矿戊20160工作面的打钻情况,对影响钻孔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钻孔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:钻孔施工工艺、合理的配风量、煤层瓦斯含量等是防止钻孔瓦斯燃烧中优先考虑的影响因素,为煤矿防止及治理钻孔瓦斯燃烧提供了科学的理论依据.     

瓦斯抽采对采空区浮煤自燃影响及防治措施

针对立体瓦斯抽采对采空区自燃带分布及浮煤自燃的影响,以采空区风流速度的变化为切入点,以义马集团U+Ⅰ型通风系统为背景,研究在立体瓦斯抽采系统中由于漏风而造成采空区"三带"分布变化及对浮煤自燃的影响.结果表明,瓦斯抽采及采空区浮煤自热产生的"内生火风压"加剧了采空区的漏风,使自燃带的划分范围更复杂,增加了采空区发火的危险性,最后提出了增阻漏风及同步注氮、注水、注浆的综合防灭火措施.     

走廊烟气填充的数值模拟研究

为了研究走廊火灾的烟气填充过程及其规律,运用FDS 4.0火灾动力学程序对全尺度走廊进行火灾烟气模拟.结果表明:烟气前锋与走廊尽头墙壁碰撞前,走廊尽头附近的烟气下降得最慢,而碰撞之后烟气下降得最快,7 S内下降到0.7 m的高度.走廊尽头聚集了较厚的烟气,且距离火源越远,烟气层越厚,逆流现象越明显.通过顶棚下温度分布的模拟结果与实验结果对比可知,两者有较好的吻合,误差在6℃以内.FDS可以应用于预测走廊火灾,同时也说明了本文模拟方法与模拟结果的可靠性.     

聚氨酯泡沫材料阴燃向明火转化影响因素实验研究

为了研究聚氨酯泡沫材料阴燃向明火转化的影响因素,通过改变其宽度、厚度和密度进行多次实验.结果表明,聚氨酯泡沫材料宽度的加大,碳氧化放出的热量增多,所以宽度达到某一值时更容易从阴燃向明火转化.聚氨酯泡沫由阴燃向明火转化不仅取决于长度、宽度而且还与厚度有密切关系,当厚度达到某一尺寸时,温度也会整体跃升,最后向明火转化.密度大的聚氨酯泡沫材料氧化产生的热量多,中心易蓄积热量,达到气相反应所需温度,最终使阴燃向明火转化,而密度小的则相反.     

灭火添加剂对细水雾粒径分布规律的影响

为了优选灭火效能好的细水雾添加剂,根据Lewis—Nukiyama—Tanasawa（LNT）关联公式、表面化学理论、激光粒度仪研究了不同添加剂作用下细水雾粒径分布的变化情况．结果表明：无机盐Ⅰ对细水雾粒径影响较小;增黏剂V1与V2使粒径为75～125μm的雾滴数减少,粒径为225～350μm的雾滴数增加;表面活性剂S1与S2使粒径为25～125μm的雾滴体积分数增加,粒径为150～375μm的雾滴体积分数减少;复合添加剂C1使细水雾的粒径分布向小粒径变化,分布范围变宽;复合添加剂C2则使粒径为75～150μm的雾滴体积分数减少,而在175～250μm之间的雾滴体积分数增加．