煤矿内因火灾防治方法及其有效性分析

介绍了煤矿中煤自然发火的一般规律,并分析了技术方法防(灭)火、均压防(灭)火、黄泥灌浆防(灭)火、氮气防(灭)火、凝胶防(灭)火等几种常用的预防内因火灾的防(灭)火方法;同时,对这些方法的防(灭)火有效性进行了分析,提出了实施这些方法的注意事项,以期能更好地预防煤自燃,从而更好地为矿井安全生产服务.     

化学灭火添加剂的灭火有效性实验研究

通过大量的实验及查阅相关的国外文献资料,对化学添加剂的灭火机理及其灭火性能进行了研究,研究的对象分为两类：一类是易溶于水的碱金属盐,主要是研究其作为化学添加剂添加在细水雾中的灭火效果;另一类是含铁、锌、锰等元素的高效化学灭火物质,研究其作为化学添加剂添加到其它气态灭火介质如二氧化碳、氮气中的灭火效果．同时作者通过实验重点论证了灭火添加剂的优化配比、极限性和提高其灭火效能的途径等问题,也讨论了灭火添加剂与其它灭火介质之间的相互作用关系,为研制新型清洁、经济、高效的灭火剂奠定了基础。     

乌达烟煤微观结构参数解算及其与自燃的关联性分析

借助傅里叶变换红外光谱仪对乌达矿区典型火区的6种煤样的微观结构与煤自燃的关联性进行探讨，通过红外光谱的定性与半定量分析及煤结构参数的解算可知：乌达烟煤分子结构的芳香度和环缩合度较小，烷基侧链的平均长度较短，桥键较多，致使煤结构具有较强的化学活性，易于被氧化，继而导致乌达烟煤易于自燃.     

障碍物阻塞率梯度对甲烷爆炸特性影响研究

通过自主设计并搭建小型实验平台,研究障碍物阻塞率梯度依次为0、0.05、0.1、0.15时,甲烷火焰传播过程的火焰结构变化、火焰前锋动力学以及压力演变。结果表明：阻塞率梯度为0和0.05的工况,经过障碍物后的火焰前锋会由模糊逐渐变得清晰,随后火焰前锋会向燃烧区凹陷;而阻塞率梯度为0.1和0.15工况的火焰在经过障碍物后,前端始终模糊,随后湍流燃烧加剧,迅速在整个管道爆燃,并无火焰前锋凹陷现象。阻塞率梯度对火焰瞬时速度影响较大,而对平均速度并无太大影响。随着阻塞率梯度从0增大到0.15,最大火焰速度会明显提升,而平均火焰速度却近似一致。此外,高阻塞率梯度的障碍物组有利于压力积聚,随着阻塞率梯度的增大,峰值超压也呈现规律性的增大,达到峰值超压所需的时间也相应延长。     

GM(1,1)模型在高冒区遗煤自燃释放CO量预测中的应用

高冒区由于遗煤自燃而成为内因火灾重要危险源之一。判定高冒区遗煤自燃的重要指标是释放的CO量。但是高冒区由于密闭严实,其内部遗煤自燃所释放的CO量人工测定比较困难,所以有必要选择一种模型对其进行预测。将采用灰色系统理论中的GM(1,1)模型,结合平煤十三矿11111巷道高冒区遗煤自燃氧化CO量变化值,说明建模过程。并将其应用于实际CO预测中,为煤矿做出正确决策提供科学依据。     

小尺度受限空间内瓦斯湍流爆燃大涡模拟

构建了150 mm × 150 mm × 500 mm小尺度受限空间三维模型,基于火焰表面密度模型和Charlette湍流燃烧模型,对两侧连续障碍物条件下瓦斯爆燃火焰与湍流耦合过程进行了大涡模拟(LES)。模拟结果均与实验结果进行了比较。结果表明:大涡模拟可以很好预测瓦斯爆燃过程中的火焰结构、火焰锋面位置、火焰传播速度及超压,验证了大涡模拟及湍流燃烧模型对于瓦斯爆燃的适用性。此外,通过Karlovitz数定量描述了瓦斯爆燃火焰与湍流之间的相互作用及其变化规律,并对不同时刻的火焰模态进行了判别,在两侧连续障碍物条件下瓦斯湍流爆燃火焰先后经历波纹小火焰和薄反应区两种模态。     

细水雾抑制管道瓦斯爆炸的实验研究

在搭建细水雾抑制管道瓦斯爆炸的小尺寸实验平台和阐明瓦斯爆炸传播机理的基础上,研究细水雾抑制管道瓦斯爆炸的有效性,并对其进行定性、定量分析。研究发现：在水雾足量的情况下,细水雾能有效抑制管道瓦斯爆炸的传播速度、降低火焰温度,并能改变火焰图像特性;瓦斯浓度较高或雾通量不足时,细水雾将通过助燃促进瓦斯爆炸的产生。     

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。     

基于锥形量热仪实验研究阻化剂对煤自燃的影响

利用锥形量热仪多角度实验模拟研究阻化剂对煤升温氧化的影响,在实验过程中运用锥形量热仪对添加两种阻化剂的煤样自燃特性进行分析,考察了添加原有煤样和氯化镁、防老剂两种常用阻化剂后的点燃时间、热释放速率,CO产生率对煤自燃特性的影响。结果表明:MgCl2阻化煤样的引燃时间最长为369s,热释放速率最小;MgCl2阻化煤样的CO产率在燃烧中期很大,防老剂阻化煤样的CO产率在后期较大;MgCl2阻化煤样的比消光面积最小,防老剂阻化煤样的比消光面积在前期较大,在后期逐渐减小。研究表明:同一阻化煤样对于不同的实验参数其影响不完全一致;MgCl2对煤样的阻化效果最好,防老剂在后期有较好的阻化效果。     

我国煤矿防灭火技术的最新发展及应用

介绍了我国近年来开发、研究成功的矿井防灭火技术与手段,同时对其适用性进行了阐述,供有关单位参考并正确选用。