高温矿井主动隔热巷道围岩温度场分布规律研究

为研究矿井巷道隔热层对围岩温度场的影响,根据能量守恒定律和围岩散热的特点,建立了复合介质中的一维非稳态导热控制方程,编制了模拟主动隔热巷道围岩温度场的计算机程序,解算得出隔热层对围岩温度场分布规律的影响。研究结果表明:隔热层通过改变围岩内部的温度梯度来减缓围岩向风流的散热;有隔热层时壁面温度明显降低,围岩温度分布整体呈现出壁面温度低、内部温度高的特征;围岩调热圈半径和散热量与通风时间呈正幂指数关系;随着隔热层厚度的增加,巷道壁面温度和围岩散热量分别呈指数和幂指数关系减小;构建隔热层减少的围岩散热量与隔热层的导热系数呈负幂指数关系;研究加深了对巷道隔热机理的认识,对现场应用有一定的指导作用。

高温矿井液态CO_2相变制冷降温技术

为解决煤矿生产过程中的高温热害问题,基于煤矿采掘工作面的空间特征和工艺特点,提出了以液态CO_2作为冷源的高温矿井液态CO_2相变制冷降温技术,运用液态CO_2相变释放的冷量与工作面的高温空气进行换热作用,降低工作面的环境温度及湿度,同时将相变产生的气态CO_2注入采空区防治煤自燃。液态CO_2相变制冷降温系统具有装置结构简单、操作方便、设备投入成本低、适应性强等优点。在板石煤矿52305掘进工作面进行液态CO_2相变制冷降温技术的工业性试验。结果表明,液态CO_2的平均消耗速率为1.015 m3/h时,掘进工作面空气温度降低了6.9℃,含湿量减少4.94g/kg,液态CO_2的冷量利用率为77.36%。液态CO_2相变制冷降温技术能够有效改善井下工作环境,具有较强的推广和应用前景。

液态CO_2相变制冷降温试验研究

为解决煤矿深井开采过程中的降温问题,提出一种以液态CO_2作为冷源的热害治理新方法,采用自行设计的液态CO_2相变制冷降温装置进行地面试验,研究液态CO_2降温效果及其冷量利用率,以验证该降温方法的有效性。结果表明:试验条件下,液态CO_2注入流量分别为14.722、16.484、19.168和23.146 kg/min时,对应制冷能力依次为89.8、97.2、109.6和128.6 kW,风流温度依次降低6.2、6.8、7.5和8.6℃,含湿量依次减少2.746、3.066 5、3.613 5和4.09 5 g/kg,液态CO_2冷量利用率达到95%以上;当液态CO_2注入量增加到一定程度时,该降温系统的制冷量达到最大;析湿工况下,换热器的析湿系数与入口风流相对湿度成正相关关系。

随机需求不可靠制造系统的最优服务率分配策略

本文讨论了一类随机需求不可靠制造系统的最优服务率控制问题．所研究的系统能同时生产多类产品，但生产能力受常数限制．目标是通过最小化库存和欠缺的期望折扣费用，寻找最优服务率分配策略．本文证明了最优策略具有开关结构，并针对生产单类和两类产品的系统详细研究了最优控制策略的结构性质，最后以数值例子验证了本文的结论．

不可靠机器制造系统的控制参数灵敏度估计

本文将扰动分析法应用于一类不可靠制造系统,对这类系统的一种典型控制策略进行了参数灵敏度估计,并证明了估计的无偏性,进而优化控制参数。这一方法具有很广泛的适用性。

NOVELL局域网数据通信安全的研究

以Ｎｏｖｅｌｌ局域网为背景探讨了网络数据安全通信的问题，提出了两种软件实现安全通信的模型，它能达到较快的加密、解密速度，又可以方便地进行密钥管理，并能在网络中的工作站之间、工作站和服务器之间做到对等安全通信。

不可靠制造系统的一种控制策略的参数最优化(英文)

本文研究生产单类工件的两台串级机器的系统，机器是不可靠的．系统采用SurplusControl策略，该策略以每台机器的一个阈值作为控制参数．基干扰动分析方法，我们提出了一种简单的算法用于估计系统费用函数对于控制参数的梯度，并证明了估计的无偏性，仿真例子验证了算法的有效性．

随机串行生产线稳态性能分析

一、两台机器的情形本文讨论了加工时间为一般概率分布刚性连接的随机串行生产线的稳态特性。对两台机器的情形,给出了稳态性能指标的表达式;对多台机器的情形,得到了稳态生产率的一个估计区间。考虑两台机器的串行生产线,如图1所示。机器M1与M2之间无存贮单元。设工件在M1,M2上的加工时间服从随机变量为ξ,η的概率分布。工件Jk离开Mi的时刻记为xi[k]。Jk在M1,M2上的加工时间分别记为ξk,ηk,把它们看作随机变量,则有:ξk-ξ;ηk-η,k≥1。

预防阈值控制策略及其实现

对机器故障为一般概率分布的不可靠制造系统，提出一种预防阈值控制策略和实现这一控制策略的参数优化方法．应用扰动分析法得到性能指标对控制参数的灵敏度估计，并证明了估计的无偏性，又利用随机逼近技术优化控制参数．

运行相依不可靠生产线的控制参数灵敏度估计

机器发生故障是运行相依的两级生产线系统，在阈值策略控制下，给出一种简单的算法，得到性能指标关于控制参数灵敏度的无偏估计．仿真例子验证了算法的有效性．

以着火活化能变化为指标的优选煤自燃阻化剂研究

为解决目前煤矿阻化剂防灭火时存在的许多煤矿使用同一种阻化剂但是效果不同、达不到理想效果的问题,采用热重(TG)试验和热解动力学方法,以天池矿102工作面的煤样为例,对煤在3种阻化剂阻化前后进行TG试验。将煤氧化自燃过程分为失水失重、氧化增重和燃烧失重3个阶段,并将煤氧化增重阶段的活化能定义为煤的着火活化能,计算煤样氧化3个阶段的活化能。采用以煤阻化前后的着火活化能的变化为评价指标的阻化剂优选方法,优选出适用于天池煤矿的阻化剂。结果表明:阻化剂主要在煤低温氧化阶段起阻化作用,能使煤的失水活化能和着火活化能显著提高;对燃烧活化能几乎无影响;不同阻化剂对煤氧化3个阶段的活化能影响差异较大。

低透煤层水力压裂促进瓦斯抽采模拟与试验研究

针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大、工作量大、效率低等问题,采用水力压裂技术促进煤层瓦斯抽采。在多场耦合和弹性损伤理论基础上,建立煤层损伤-应力-渗流耦合模型,数值模拟马堡煤矿15108工作面水力压裂及瓦斯抽采过程,分析煤层弹性模量、渗透率和瓦斯压力的变化规律,确定压裂和抽采关键参数,并据此开展工程试验,对模拟结果进行验证。结果表明:高能压裂液能使煤层破裂,渗透率急剧升高,加快瓦斯向抽采钻孔运移;随着压裂时间增加,压裂损伤范围逐渐扩大;模拟得出水力压裂10 000 s时,2个压裂孔间的损伤区在抽采孔处贯通,压裂损伤范围达14 m;现场压裂试验后,瓦斯抽采平均和最高纯量分别达到63.79和126.57 m3/d,是未压裂的9.65倍和7.23倍,透气性升高了67倍。

不同变质程度煤燃烧阶段链烃生成规律

为研究封闭火区内不同煤种生成气体组分及变化规律,选取平庄矿褐煤、王营矿气煤、朱仙庄矿焦煤和马堡矿瘦煤为试验煤样,通过热重确定了煤燃烧阶段的温度范围。采用双管电炉自制程序升温燃烧试验对4种不同变质程度的煤进行燃烧,对生成的链烃初现温度、体积分数及氧浓度变化规律进行了分析。研究结果表明：褐煤、气煤、焦煤和瘦煤燃烧阶段温度分别为247~433,279~542,313~574和333~618℃;煤变质程度越高,则其生成链烃气体的体积分数越小且耗氧量越大。当发生火灾事故且封闭火区后,可以综合考虑煤变质程度与火区监测的链烃生成量等因素,并根据链烃气体与温度的变化规律判定封闭火区火势发展状况,为进一步开展灭火奠定基础。

煤层液态CO_2爆破增透促抽瓦斯技术研究

为增加煤层透气性，提高瓦斯（甲烷）抽采效率，基于损伤力学和空气动力学，研究液态CO2爆破的原理，分析爆破过程中爆破器主管内高压气体的压力时程变化。采用FLAC^3D数值软件，建立煤层液态CO2爆破有限差分本构模型，计算不同地应力下单孔爆破有效影响半径，数值模拟多孔连续爆破。模拟结果表明，单孔爆破有效影响半径随着地应力的增加近线性减小；有控制孔时多孔爆破影响范围明显大于无控制孔时。在井下进行液态CO2爆破工业试验。其结果是，爆破后煤层透气性系数提高17．49～22．76倍，平均瓦斯抽采浓度和混合气体流量分别增加56．4％和42．8％。

褐煤燃烧阶段烃生成规律研究

为研究煤矿火灾时期烃生成规律,对褐煤进行热重分析和管式炉程序升温实验,得到不同温度下CH4,C2H6,C3H8,C2H4,C2H2及O2的体积分数。结果表明：褐煤燃烧阶段温度为247-433℃;CH4体积分数在348℃达到最大值,耗氧量及C2H6,C3H8,C2H4,C2H2体积分数在399℃达到最大值;CH4,C2H4,C3H8体积分数及耗氧量与温度呈近线性关系;C2H6,C2H2体积分数与温度呈指数关系;随着温度升高,（C2H6＋C3H8）/（CH4＋C2H6＋C3H8）比值升高,CH4/（CH4＋C2H6＋C3H8）比值、CH4/（C2H6＋C3H8）比值均降低,C2H6/CH4,C2H2/CH4和C3H8/C2H6比值与温度呈指数关系变化,可以作为预测火区燃烧状态判定指标。

褐煤燃烧阶段碳氧化物生成规律研究

为研究褐煤燃烧阶段碳氧化物生成规律,以平庄瑞安褐煤为例,用自制程序升温系统完成褐煤燃烧实验,得到煤样燃烧阶段不同温度下煤样下游混合气体中的CO,CO2及O2体积分数,计算耗氧速率,CO与CO2生成速率以及格雷哈姆系数的3种形式R1,R2和R3的值。研究结果表明：温度为250~399℃时,耗氧量、CO2体积分数、耗氧速率、CO2生成速率和R1值均随着温度的升高而增大;CO体积分数、CO生成速率和R2值在250~348℃时随温度的升高而增大,到348℃时开始下降;R3值与温度之间呈指数关系递减;整个燃烧阶段,R1值和R3值变化显著,R2值变化不大,说明格雷哈姆系数可作为预测褐煤燃烧状态的指标。

综放孤岛工作面采空区自燃与爆炸危险区监测及数值模拟

针对高瓦斯矿井自燃煤层综放孤岛工作面开采时采空区漏风导致的采空区自燃和瓦斯爆炸灾害综合防治的技术难题,以天池煤矿102孤岛工作面为例,进行采空区自燃＂三带＂及爆炸危险带现场监测及数值模拟研究。监测结果表明,102工作面采空区氧气体积分数随与工作面距离增加而下降,工作面进风侧采空区氧化升温带宽度较大,工作面中部到回风侧采空区氧化升温带宽度逐渐减小。利用COMSOL软件模拟采空区风流速度场、氧气体积分数场、甲烷体积分数场和自燃＂三带＂分布。数值模拟结果表明,102工作面采空区进风侧切顶线20~70 m范围内氧气体积分数大于8%,风速小于0.004m/s,存在自然发火危险;工作面回风侧采空区没有自燃危险带;工作面进风端头后部采空区的自燃危险带内瓦斯体积分数也处于爆炸范围5%~15%内,此重合部分即为瓦斯爆炸危险区。

不同变质程度煤自燃特征参数实验研究

为确定煤自燃及由火灾引发的瓦斯爆炸数值模拟所需的基础参数,利用热重实验研究了4种不同变质程度煤样放热量、质量变化规律,确定了4种煤样低温氧化阶段温度范围.根据热重实验确定的低温氧化阶段,利用管式炉程序升温和色谱仪进行生成气体成分分析实验,得到不同温度下管式炉出口O2、CO、CO2气体体积分数,计算得出了耗氧速率、CO与CO2生成速率、放热强度随温度变化规律.研究结果表明:变质程度越高的煤,着火温度越高,低温氧化阶段温度范围越大;相同温度下,变质程度越低的煤,耗氧速率、CO与CO2生成速率、放热强度越大,越易自燃;CO生成速率大于CO2生成速率;耗氧速率、CO与CO2生成速率、放热强度随温度增加呈指数关系增加;随着耗氧速率增加放热强度呈线性关系增加.该研究可为煤自燃过程模拟计算与火区瓦斯爆炸危险性预测提供关键性基础参数.

综放工作面采空区瓦斯抽采对氧化升温带影响

为解决综放工作面回采期间瓦斯涌出量大、瓦斯抽采导致采空区漏风增加且易发生自然发火的问题,以红庙矿5-2S工作面自然发火和瓦斯抽采综合治理为例,采用现场实测和数值模拟相结合的方法,运用流体计算软件COMSOL对不同抽采量、不同抽采口位置时对氧化升温带影响规律进行研究.研究结果表明:采空区自燃"三带"数值模拟变化规律与现场监测数据相吻合;采空区瓦斯抽采量和抽采口所在位置与采空区自然发火危险性成正相关;5-2S工作面推进速度从3 m/d增加到3.2 m/d,瓦斯极限抽采量由31.71 m^3/h增加到120 m^3/h;距工作面切顶线10~20 m是采空区工作面最佳抽采位置.