煤矿井下电气火灾智能监控与灭火技术综述

针对煤矿井下电气火灾特点,对煤矿井下电气火灾进行成因分析,从变电站电气监控系统、电气智能火灾巡检、气体灭火系统、细水雾灭火系统和新型微胶囊灭火技术等方面,对煤矿井下电气火灾智能监控与灭火技术研究现状进行综述,并提出未来煤矿井下电气火灾智能监控与灭火技术发展的研究方向。     

沸石咪唑酯骨架材料阻燃聚合物研究进展

沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)作为金属有机框架材料(MOFs)的分支,不仅具有较大的比表面积,而且可包覆、吸附粒子。因而成为催化、分离等领域的研究热点,但在阻燃聚合物应用中研究较少。基于此,论述了ZIFs的基本结构,重点综述了近年来国内外ZIFs作为各种聚合物复合材料的高效阻燃添加剂及其对阻燃性能的影响。最后,对ZIFs阻燃剂未来发展的机遇和挑战进行展望。     

含无机阻燃剂硅橡胶泡沫的阻燃及热分解特性研究

为制备出阻燃性能优异的室温硫化硅胶泡沫(SRF),本工作探究了无机阻燃剂对SRF的阻燃效果。首先,通过正交实验L_9(3~4)优选出极限氧指数(LOI)最大的SRF,再分别添加氢氧化镁(MH)、碳酸钙(CC)和氢氧化铝(ATH)制成SRF复合材料。然后利用极限氧指数仪、烟密度测试仪、同步热分析仪对SRF复合材料进行测试分析,并采用Coats-Redfern、Achar法计算其表观活化能。结果表明:优选出的SRF的LOI为29.5%,添加无机阻燃剂后其氧指数增大,其中添加30%(质量分数)ATH的SRF的LOI最大,为34.9%;添加无机阻燃剂后,SPF复合材料的烟密度降低,其中ATH抑烟性最好;MH和ATH均提升了SRF的热稳定性,当两者的添加量均为20%(质量分数)时,SPF复合材料的质量残余率分别提升16.5%、15.2%,而添加30%CC后其质量残余率降低4.7%,且热稳定性也降低;活化能越大,无机阻燃剂的阻燃性能越强,MH、ATH在低温阶段、高温阶段均具有明显阻燃特性,而CC主要在高温阶段的阻燃特性较为明显;研究结果表明,添加ATH的SRF复合材料的阻燃效果最好。     

含铂催化剂的硅胶泡沫阻燃性能实验研究

为研究不同含量铂催化剂对硅胶泡沫阻燃性能的影响,利用端乙烯基硅氧烷、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油等原料和不同含量的铂催化剂制成样品,对样品(铂催化剂量为0.2~0.8 g)的极限氧指数LOI、垂直燃烧、热释放速率、热稳定性及烟密度进行测试。结果表明:铂催化剂添加量为0.8 g时氧指数为29.1%,垂直燃烧达到UL-94V-0,阻燃性能相对较好;与铂催化剂添加量为0.2 g的样品相比,其热释放速率下降了36.5%,表明减缓了热裂解速率,降低了火灾危险性;炭渣表面裂缝窄小,表明铂催化剂量的增加有利于材料炭化层的形成,烟密度等级(SDR)由9.53下降到2.27,下降了76.2%,最大烟密度(MSD)下降了75%;由TG曲线得铂催化剂添加量为0.8 g时质量损失为28.09%,比铂催化剂添加量为0.2 g时质量损失减少了14.45%,表明铂催化剂添加量为0.8 g的试样稳定性更好。因此,增加铂催化剂的量可以改善硅胶泡沫材料的阻燃性能。     

硼酸锌和镁铝水滑石对硅橡胶泡沫性能的影响

采用室温脱氢法制备了以硼酸锌(ZB)和水滑石(LDH)为阻燃剂的阻燃硅橡胶泡沫(SiF)。对其力学性能进行了测试,并且通过极限氧指数(LOI)、UL-94试验、热重分析、锥形量热仪(CONE)和烟密度测试,研究了SiF的阻燃性能和抑烟性能。结果表明,SiF的阻燃抑烟性能、力学性能及热稳定性明显提高。添加2%ZB和1%LDH的SiF的LOI为31.4%,达到UL94-V0等级,热释放速率(HRR)和热释放总量(THR)分别降低了22.2%和30.4%。烟密度测试表明,添加ZB和LDH后,最大烟密度(MSD)和烟密度等级(SDR)均有降低。另外,含2%ZB和1%LDH的SiF的拉伸强度提高了57.9%,断裂伸长率提高了44.8%。添加ZB和LDH之后SiF复合材料具有良好的热稳定性和更致密的炭层。综合考虑,含2%ZB和1%LDH的SiF在阻燃、热稳定性及力学性能方面表现出优良的综合性能。     

顶板楔形槽导控压裂对“三软”煤层增透影响的数值分析

采用理论分析和数值模拟的方法,开展顶板楔形槽导控压裂对"三软"煤层增透影响研究,揭示了顶板楔形槽导控压裂卸压及增透原理,分析了顶板楔形槽导控压裂过程中煤岩体的裂隙发展分布规律,对松软煤层水力压裂与顶板楔形槽导控压裂的效果进行了比较。研究结果表明,顶板楔形槽导控压裂可以有效地提高"三软"煤层的透气性。     

改性水滑石的制备及在硅橡胶泡沫阻燃抑烟中的应用

采用共沉淀法分别制备出水滑石(Zn-Mg-Al-LDHs)与含稀土元素La改性水滑石(Zn-Mg-Al-La-LDHs)阻燃剂样品,通过X射线衍射、能谱仪对阻燃剂样品进行表征。利用热重分析、氧指数和锥形量热等研究了水滑石及含稀土元素La改性水滑石对硅橡胶泡沫材料(SRF)阻燃及抑烟性能的影响。结果表明,Zn-Mg-Al-LDHs和Zn-Mg-Al-La-LDHs被成功制备,将两者添加到SRF中,垂直燃烧等级均达到V-0级别,添加量为20%(质量分数)的Zn-Mg-Al-La-LDHs/SRF的极限氧指数(LOI)可达32.8%。改性前后SRF燃烧残余物表面形成致密保护炭层,其中添加量为5%(质量分数)的Zn-Mg-Al-La-LDHs/SRF的炭层更加致密。与未添加阻燃剂的SRF相比,含5%Zn-Mg-Al-La-LDHs/SRF的热释放速率峰值(PHRR)和烟释放率峰值(PSPR)分别降低了56.53%和59.52%。Zn-Mg-Al-LDHs与Zn-Mg-Al-La-LDHs均提高了SRF的热稳定性,当两者添加量为5%,SRF材料的残余炭渣率分别提升了15.69%和10.84%。     

煤矿电缆火灾危险性研究

为了准确掌握煤矿电缆火灾危险性,采用NBS烟密度测试箱和锥形量热仪测试了煤矿电缆火灾烟气的光透过率、不同热辐射强度下电缆的点燃时间、热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、烟生成速率峰值(PSPR)和总产烟量(TSP),并对煤矿电缆火灾危险性进行了分析。结果表明：煤矿电缆光透过率下降很快,130 s基本降为0;与30 kW/m²时相比,35 kW/m²和40 kW/m²时PSPR、TSP和到达PSPR时间均明显降低;随热辐射强度增加,煤矿电缆的PHRR增大,40 kW/m²时THR是30 k W/m²和35 k W/m²时的1.99和2.43倍;热辐射功率越大,煤矿电缆火灾危险性越大。     

采空区煤自燃“防-抑-灭”协同防灭火关键技术

采空区煤自燃容易造成资源的浪费和环境的污染,同时能够引发瓦斯燃烧、粉尘爆炸等重大灾害性事故,进而造成财产损失和人员伤亡。为进一步提升煤自燃“防-抑-灭”协同防灭火技术,推动我国煤炭资源的绿色开采,对采空区煤自燃的原因及影响因素进行了分析;全面阐述了现有的采空区火灾的预防、抑制与灭火技术,并对比分析了各类“防-抑-灭火”技术的优缺点,指出了治理采空区煤自燃过程中存在的问题。     

环保型硅胶泡沫阻燃抑烟及热分解特性EI北大核心CSCD

以铂(Pt)为催化剂,采用脱氢法制备了环保阻燃硅胶泡沫(SiFs),通过锥形量热仪测试方法分析其火灾危险性,并利用极限氧指数、烟密度和热分析等手段研究了催化剂Pt及阻燃剂超细氢氧化铝(ATH)、超细碳酸钙(CC)、超细氢氧化镁(MDH)和氢氧化铝/碳酸钙(ATH/CC)对SiFs阻燃抑烟和热分解特性的影响。研究结果表明,SiFs的火灾安全性优于聚氨酯(PU)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料。Pt含量对SiFs的阻燃及热分解特性影响显著,当Pt的质量分数为0.6%和0.9%时,SiFs的阻燃抑烟性能较好。Pt质量分数为0.9%时,SiF的初始分解温度最高,热稳定性好。阻燃剂添加量越多,阻燃效果越好,添加ATH的SiFs阻燃性能最好。ATH和MDH具有优异的抑烟性能,但添加ATH和MDH的SiFs力学性能随添加量增加而下降。此外,Pt及阻燃填料能够影响SiFs的初始热解温度,减缓热分解进程。