瓦斯抽采对U+Ⅱ型近距离煤层自燃的耦合关系

针对立体瓦斯抽采及上覆岩层裂隙演化对采空区浮煤自燃的影响,以研究漏风通道及煤氧化动力为切入点,以阳泉矿区U+Ⅱ型综放工作面为背景,研究立体瓦斯抽采及煤岩裂隙发育造成采空区漏风与自燃的耦合关系。经研究发现,瓦斯抽采及上覆岩层的裂隙发育为采空区浮煤氧化提供了漏风通道及动力,加剧了采空区浮煤的氧化。

近距离煤层综放工作面采空区自然发火防治

为了预防石港煤矿15102工作面发生自然发火,对15102工作面易引起自燃的危险因素进行分析,并在14号煤层打顺层注浆钻孔,注入MEA高分子阻化泡沫,阻化采空区浮煤,同时在工作面推进过程中,在两巷间隔一定距离构筑漏风密闭,有效控制漏风,并使采空区浮煤的氧化得到了有效控制。

承压破碎煤体碎胀系数演变特征与机制

利用自制的承压破碎煤体渗流及自燃测试装置,实验测试及分析了破碎煤体在应力、应力-温度、应力-水分不同条件下的碎胀系数的演变特征与机制。研究结果表明:(1)煤样随着应力增加,碎胀系数变化具有明显的阶段性,且随应力变化服从负指数变化规律;(2)在相同的轴压下,碎胀系数随温度升高而增加,热膨胀效应明显,说明采空区煤自燃的热效应将造成破碎煤体的碎胀系数增大,堆积更为松散;(3)当破碎煤体外在水分含量增加,在相同的轴压情况下,碎胀系数随外在水分增加而增加。说明随着采空区破碎煤体外在水分的增加,破碎煤体的碎胀系数将增大;(4)破碎煤体在应力、热膨胀及湿膨胀作用下,堆积体内部颗粒发生相对移动、二次破碎、颗粒自组织再堆积,致使应力-应变曲线发生变化,进而影响其碎胀系数。

煤的低温氧化实验研究及红外光谱分析

对不同温度下的氧化煤样通过红外光谱分析其微观结构及特征,得到煤样在不同低温氧化阶段的基团变化,从微观角度掌握煤样氧化过程的变化规律。通过对唐口煤矿1302工作面煤样的低温氧化和红外光谱分析,得到唐口煤矿煤样在低温氧化阶段的自燃倾向性和氧化过程中微观结构的变化规律,该成果为制定矿井内火灾的防治技术提供了科学依据。

模糊综合评价对采空区自然发火的评价及应用

采空区自然发火的影响因素很多,各因素之间的相对重要性不同。同时随着工作面的推进,采空区是一个动态、复杂的变化过程。本文通过对采空区发火的相关因素分析,建立采空区自然发火的安全指标体系,然后利用模糊数学理论,对采空区自然发火危险性进行综合评价,掌握采空区发火的可能性和相对安全状态,为制定及时有效的采空区自然发火的防治措施提供理论参考。最后用模糊综合评价法对以唐口煤矿1302工作面采空区进行评判,所得结论与实际情况一致,证实了模糊综合评价对采空区自然发火评价是可行的。

基于FLUENT的采空区流场数值模拟分析及实践

利用流体力学数值模拟软件分析采空区流场的分布,对研究采空区自燃氧化"三带"的空间分布极其方便和有效.通过对仿真数值模型的建立和通风参数的改变,分析不同供风量条件下的流场分布,有利于对采空区自燃发火等情况的分析和预测.基于采空区漏风极限的原则,通过FLUENT对唐口1304综放工作面进行数值模拟,分析了流场的分布,划分了自燃氧化"三带"的范围,对矿井内因火灾的防治提供了指导,有利于矿井的安全生产和整体安全水平的提高.

实测采空区温度和气体成分的自然发火“三带”范围确定

沿采空区两巷布置测点,对采空区温度和气体成分变化规律分析,确定唐口煤矿2307综采工作面自燃"三带"的范围,为防治井下煤炭自燃提供科学依据。

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。

采空区遗煤自燃环境信息识别及预报指标确定

为可靠预报采空区遗煤自燃,提出采空区遗煤自燃环境信息识别及预报指标确定方法。将此方法应用于耿村矿13210工作面。研究结果表明:在低温阶段,采空区煤的温度低于其自热温度,宜以CO体积分数为煤自燃预报指标,采空区、上隅角、顶板巷CO体积分数的预报阈值分别为136.2×10-6,157×10-6和47.4×10-6。高温阶段煤的加热试验,结果表明,C3H8,C2H4或C2H2任一气体出现,说明采空区浮煤温度已经高于100℃,采空区煤的氧化处于快速发展阶段。

水分相变下松散煤体导热系数的数值模拟研究

煤自燃过程中水分的相变与迁移对松散煤体所处的导热和蓄热环境具有重要影响,而导热系数的变化可直观表征水分相变对松散煤体导热能力的改变。考虑到水分相变对松散煤体自燃过程中热湿迁移的实际作用,建立了含水松散煤体的简化物理模型,运用有限元数值模拟的方法,求解了二维稳态条件下,水分发生相变时含水松散煤体的温度场和热流密度分布,分析了水分相变对松散煤体内部各处导热能力的改变,并计算得到了相应的导热系数。研究结果表明:水分相变的发生直接影响了含水松散煤体内部温度及热流的分布,最终表现为含水松散煤体导热能力的整体变化;基于水分相变的影响,随着液相饱和度的增大,含水松散煤体的导热系数基本呈线性增加,增加趋势随着温度的升高逐渐变缓;100℃时水分相变下导热系数与液相饱和度满足关系:λe=0.130 1+0.132 8S,通过与对比数据的误差分析,验证了模拟的可靠性。

高温煤体注气降温及自燃抑制实验研究

为研究密闭火区高温煤体在注气灭火过程中的降温及自燃抑制效应,将理论分析与实验相结合,分析密闭火区空气中的O2质量分数变化原因,建立O2质量守恒动态模型,得到高温煤体在注气过程中的降温特征及CO衰减规律。结果表明:高温煤体在注气初期出现降温滞后现象;注入CO2气体及N2时,煤样CO消失的温度分别为74和58℃;注入含氧10%的CO2混合气时,CO在38℃消失;注入含氧10%的N2混合气时,CO持续存在;实验证明CO2灭火效果优于N2。

基于SCL-FCE模型的加油站安全评价及应用

加油站储存有大量的易燃、易爆的油类燃料,是城市中的重大危险源,一旦泄漏,就可能发生火灾、爆炸等事故,其后果相当严重,因此对加油站的安全评价具有现实而又重要的意义。本文鉴于加油站的特点,提出以安全检查表(SCL)和模糊综合评价(FCE)为手段,建立一种新的加油站安全评价模型。首先利用安全检查表分析、找出存在的危险有害因素从而构成安全评价指标体系,同时对每个因素进行评分,然后利用层次分析法计算指标权重,再次通过模糊评判方法计算出加油站隶属于各个安全等级的评价结果矩阵,最后得出加油站的安全等级。实践证明该方法符合加油站系统的特点,有较强的实用性。

顶板巷瓦斯抽采量对漏风流场的扰动效应研究

为深入研究顶板巷瓦斯抽采量对漏风流场的扰动效应,以河南义马耿村煤矿13190工作面实际情况为例,通过数值模拟与实测相结合的方法分析瓦斯抽采诱导漏风规律。首先,对现场实际工况下的漏风流场进行数值模拟及分析;其次,根据示踪气体实测结果,验证了模拟的有效性;最后,分析不同抽采量下工作面的漏风分布情况。研究结果表明:漏风风流进入采空区后呈现立体迁移和"一源两汇"的分布特征;随着顶板巷抽采量的增加,工作面向采空区的漏风区域逐渐向回风巷方向扩展,最低风量点位置向回风巷方向移动,采空区气体向工作面的涌出效应逐渐减弱,工作面向采空区的漏风量逐渐加大。

煤矿采空区温度和气体成分自然发火“三带”的研究

在煤矿沿采空区两巷布置测点,对采空区温度和气体成分变化规律分析研究,确定唐口煤矿2307综采工作面自燃"三带"的范围,为防治井下煤炭自燃提供科学依据。

选择胶体阻化剂浓度的一种方法

通过一个简便的方法,确定在现场注胶体阻化剂浓度,可有效的做到预防发火的危险,节省凝胶的使用量,降低防灭火的投入。

N_(2)及CO_(2)抑制煤自燃效果实验研究

为对比CO_(2)和N_(2)抑制煤自燃氧化的效果,基于吸附及低温氧化实验系统,研究了干空气、N_(2)+干空气混合气体、CO_(2)+干空气混合气体条件下煤中自由基变化规律,以及标志气体CO的产生过程。实验表明,0~0.1 MPa升压阶段煤对不同气体吸附量随吸附压力线性增长;煤对气体物理吸附量满足CO_(2)>O_(2)>N_(2)的关系,随着温度的升高,自由基浓度与CO浓度均在上升,但惰化条件下的增长速率及增长幅度显著小于干空气条件下,可见惰性气体可以抑制煤的低温氧化,通过抑制效果的数值比较,各温度阶段CO_(2)的阻化效果优于N_(2),研究成果对指导采空区自燃火灾防治工作具有重要意义。

煤巷高冒区破碎煤体自然发火微循环理论分析

为了有效防治煤巷高冒区的自燃火灾,通过对高冒区现场试验的测温、取样化验分析和计算机流场模拟,分析了高冒区附近的风流微循环过程,建立了高冒区破碎煤体中的微循环流场和温度场的数值模拟模型.结果表明:高冒区附近的破碎煤体自燃分为高冒区中部的最有可能自然发火区Ⅰ、周边的可能自然发火区Ⅱ和自燃氧化影响区Ⅲ.煤巷高冒区破碎煤体的自燃氧化微循环机理可以表达为氧化耗氧与漏风供氧的氧平衡和氧化生热与漏风对流散热的热平衡,如果漏风供氧能够保证煤炭自燃氧化的进行,同时氧化生热大于散热,则煤炭自燃微循环过程则能持续下去,发展为自燃,有效的高冒区自燃火灾防灭火措施为充填、堵漏和惰化高冒区,破坏氧热微循环过程的进行.

浅析理工科女大学生就业中的性别歧视问题

目前,在高校毕业生整体规模日益扩大、就业环境日益复杂、供求环境不平衡的背景下,女大学生就业难已不是一个隐性问题。本文分析了理工科女大学生就业中存在的"公用地悲剧",提出充分利用各种资源建立一个社会支持网络,促进理工科女大学生就业。

不同自燃性煤氧化阶段的表征差异

对3种不同自燃倾向性煤样进行低温氧化实验,利用CO体积分数与煤体温度间变化的计算模型,求解出活化能和煤氧化过程发生转变的特征温度,同时结合热重-差示扫描量热(TGDSC,theremogravimetric analysis-differential scanning calorimetry)实验结果,分析了不同自燃性煤氧化特性和活化能的低温表征规律。结果表明:1)低温氧化阶段,CO生成量、耗氧量和耗氧速率随着煤自燃倾向性增强而增大;不同煤样在实验过程中出现同样的CO生成量和耗氧速率急剧上升的温度拐点,且煤的自燃性越强,该拐点温度越低,同时CO体积分数的变化具有明显的阶段性。2)不同自燃性煤氧化阶段活化能变化规律存在显著差异,当各煤样的温度到达活性温度时,活化能快速减少,且活化能变化点对应于煤氧化过程发生转变的特征温度点。3)根据煤特征温度和活化能的变化规律,把煤低温氧化进程分为4个阶段,分别为表面氧化、氧化自热、加速氧化和深度氧化。

采空区自燃三带漏风流场的数值模拟

在唐口煤矿2307工作面采空区自燃三带实测的基础上，利用流体力学计算软件FLUENT对采空区的漏风流场进行了数值模拟，得出工作面不同风量下采空区漏风流场的形态，即工作面不同供风条件下采空区自燃三带的区域。分析发现最佳配风量应控制在1200～1440m^3／min。