表面活性剂协同荷电水雾增效除尘实验研究

为研究湿式电除尘效率和应用范围的拓展特性,设计了针对铁矿粉尘的表面活性剂协同荷电水雾除尘实验装置,采用表面活性剂增效润湿、水膜捕尘、荷电捕尘理论,探究了风速、电压、喷雾压力和格栅目数对除尘性能的影响.实验中优选复配表面活性剂溶液,选取了0.3%LAB SA/0.5%X-100、0.3%LAB SA/0.5%AES、0.5%X-100/0.5%AES三种复配溶液进行荷电水雾除尘实验.结果表明:复合电除尘可以在提高处理风量的同时增加除尘效率,风速在0.8m/s以前与除尘效率正相关;复配溶液在水压为6MPa时都达到除尘效率最大,其中以0.3%LABSA/0.5%AES表现最为突出,其除尘效率相较于水提升达到15.36%,不同水压的平均除尘效率提高也达到了11.73%;复合电除尘除尘效率与电压在40kV之前正相关,超过后会发生电晕放电,降低除尘效率;当格栅孔径大小为40目时除尘效率最大,其中复配溶液0.3%LABSA/0.5%AES达到了96.74%的除尘效率,继续减小孔径反而会减小除尘效率;对粉尘润湿性越强的表面活性剂参与除尘后对除尘效率提升越大.

Y型通风协同抽采下综采工作面采空区瓦斯渗流分布规律研究

以综采工作面采空区为研究对象,基于渗流理论及连续性方程,运用三维数值模拟的方法,以Y型通风为例,采用上隅角埋管、预埋立管和高位定向钻孔协同抽采,研究抽采前后采空区在走向、倾向和竖直方向上瓦斯流场分布规律,并通过对比文献中的试验数据来验证数值模拟结果的可靠性。结果表明:抽采前,Y型通风下在综采工作面采空区走向上,距离工作面越远深部瓦斯浓度越高,瓦斯最高体积分数为98.6%,综采工作面采空区倾向上瓦斯浓度较小,瓦斯浓度在1.0%以下;抽采后,综采工作面采空区瓦斯最高体积分数由98.6%降低至4.6%,且采空区3/4区域瓦斯体积分数不足3.0%,综采工作面与上隅角区域瓦斯体积分数也均降低至1.0%以下,未产生上隅角区域瓦斯浓度超限现象,瓦斯浓度大幅度下降。该研究对丰富采空区瓦斯渗流理论、提高瓦斯抽采量、解决上隅角区域瓦斯浓度超限问题、保证矿井安全生产等方面具有一定的理论和现实意义。

表面活性雾滴联合金属网栅增效除尘

为进一步探索新型高效的复合式湿式除尘方法,基于表面活性剂增效润湿、喷雾降尘、水膜捕尘理论,构建了喷雾协同金属网栅除尘试验装置,通过对表面活性溶液性质的测试,优选出AES、LAB-35、X-100共三种活性剂进行试验,探究风速、喷雾压力、网孔目数、网栅层数和粉尘浓度对除尘性能的影响规律。研究结果表明:除尘效率随着风速增大呈现先逐渐升高、后缓慢下降的趋势,当风速为0.8m/s时达到峰值;随着目数、层数、喷雾压力增加,除尘效率有所升高,同时导致系统阻力或耗水量的增加,需要综合平衡;入口粉尘浓度的增大致使除尘效率先增大然后降低,当浓度为400mg/m^(3)时,效率最高达96.74%;三种表面活性雾滴中,0.4%LAB-35雾滴除尘效率最高,其次为0.4%AES雾滴,最低为0.4%X-100雾滴。综上,与纯水喷雾联合金属网栅除尘相比,表面活性喷雾具有较好的增效作用,能够为新型湿式除尘设备的研发提供参考。

综掘工作面粉尘运移规律及控制技术研究

针对煤矿综掘工作面现有粉尘治理措施存在的不足,在长压短抽通风除尘方式中利用附壁风筒的旋流控尘作用将高浓度粉尘聚集在迎头,同时结合新型气水喷雾模块进行综合粉尘防治;以淮南煤矿区某综掘工作面为原型,根据井下实际情况,利用Gambit建立掘进巷道的几何模型,并利用Fluent软件对不同条件下掘进巷道通风过程中粉尘分布情况进行数值模拟计算与分析,确定了综掘工作面高浓度粉尘分布和运移规律;综合以上情况,采用长压短轴通风方式下新型气水喷雾模块附壁风筒配合自激式水浴水膜除尘器治理综掘工作面粉尘,现场检测显示,在回风侧全尘及呼吸性粉尘除尘效率均达到了89%以上。

综采工作面双重空气幕隔尘技术数值模拟研究

为提高空气幕隔尘性能,改善采煤机司机主要活动区域作业环境,提出双重空气幕阻止截割粉尘扩散至采煤机司机主要活动区域。利用ICEM进行了建立综采工作面三维几何模型,采用气-固两相流理论建立数学模型,并利用FLUENT软件对空气幕隔尘性能进行了数值模拟研究。模拟结果表明:涡流致使截割粉尘污染人行道;单条空气幕射流发生扭曲,致使截割粉尘透过速度低位区扩散至人行道上方区域;双重空气幕能够削弱外侧空气幕对粉尘的卷吸作用,同时内侧空气幕能够加强涡流并将粉尘限定于涡流区内,说明双重空气幕能够降低粉尘对司机主要活动区域的污染。

走向高抽巷抽放采空区瓦斯数值模拟与试验分析

为获取走向高抽巷抽放瓦斯的合理参数,依据采空区瓦斯运移基本方程,采用FLUENT数值模拟的方法确定走向高抽巷的最佳抽放位置,即竖直方向高度为综采工作面底板上方20 m,倾斜方向距上风巷水平距离为14 m,并在张集矿1111工作面进行现场试验;从试验效果来看:采用FLUENT数值模拟方法确定走向高抽巷位置是可靠的,布置合理的走向高抽巷具有抽放瓦斯浓度高、瓦斯抽放量大和稳定性好的优越性,能有效地解决综采工作面和上隅角瓦斯超限问题,以确保矿井安全生产;抽放参数可在类似矿区加以推广应用,安全效益、经济效益和社会效益明显。

地铁车厢内部火灾烟气流动规律的数值模拟研究

基于LES理论,以合肥地铁车站为原型,建立了地铁车厢内部火灾烟气流动的三维数学模型,利用FDS软件对地铁车厢内部火灾进行了数值模拟,分析在车厢内空调开启的情况下,火源面积大小以及车厢门开启与否对车厢内温度和烟气流动的影响。结果表明:在假定的条件下,随着火源面积的增加,车厢内的温度增加、能见度降低也即烟气浓度增加;车厢门关闭时,在火灾开始50s后,车厢内温度和能见度均达到威胁乘客生命安全的水平;车厢门开启后,由于车厢内压强大于外环境压强,着火车厢内烟气迅速向车厢外部溢出。该研究结果可为地铁车厢火灾人员的安全疏散提供依据。

基于AHP-FCE的煤矿通风系统可靠性评价研究

基于事故致因理论及可靠性原理,结合煤矿通风系统的特点,从"人-机-环"三个方面构建了煤矿通风系统可靠性评价指标体系,并采用层次分析法确定各评价指标权重值;对煤矿通风系统可靠性进行了分级,采用专家打分法确定各评价因素的隶属度,用模糊综合评价法判定煤矿通风系统可靠性;以王坡煤矿为例,依据构建的评价指标体系,采用二级模糊综合评判对其通风系统可靠性进行了评价,结果表明:该矿通风系统可靠性安全等级为"较好"。研究结果可为通风系统设计、防止和减少矿井通风系统事故、保障矿井通风经济合理等方面提供理论依据和技术支持。

卸压抽放瓦斯技术在瓦斯治理中的应用

文章首先对卸压瓦斯抽放进行了分析,依据卸压抽放技术的原理,以张集矿1111(1)综采工作面为例,对不同卸压瓦斯抽放方式进行了应用研究,结果表明,在低透气性煤层中采用卸压瓦斯抽放技术是可行的,具有抽放浓度高、稳定性好的优越性,为综采工作面的瓦斯治理提供了经验。

高位钻孔抽放采空区瓦斯技术在张集矿的应用

张集矿属于高瓦斯矿井,综采工作面瓦斯涌出量大,且瓦斯来源主要是采空区瓦斯;文章以1111综采工作面为例,通过优化抽放参数,采用高位钻孔抽放采空区瓦斯,现场实践表明,高位钻孔抽放采空区瓦斯效果良好,瓦斯抽放浓度高,瓦斯抽放量大,有效解决综采工作面瓦斯超限问题,该技术可在类似矿区加以推广应用,以利于矿区高瓦斯矿井的安全生产。

振弦栅与高压喷雾协同作用下除尘特性研究

为防治矿井排风口的粉尘对矿区周边大气环境的污染问题,基于流体动力学、气液耦合和喷雾降尘及振弦栅除尘理论,运用计算流体动力学(CFD)三维数值模拟方法,优化振弦栅与高压喷雾协同作用下除尘特性参数,研究不同雾化压力对雾滴粒径分布及质量浓度分布的影响,分析振弦栅直径及间距对雾滴拦截效果、风速对双层振弦栅水膜作用特征。结果表明:随着雾化压力增大,雾滴粒径逐渐变小且分布集中化,雾化压力超过8 MPa后雾滴粒径分布变化不明显;不同间距的振弦栅均对流场有截流作用并伴有严重回流现象,而间距为5 mm的振弦栅对粒径较小的雾滴拦截效果更好;当进口风速为3 m/s时振弦栅表面形成水膜效果最佳,更利于粉尘捕集;模拟数据与试验结果变化趋势基本一致。

钻爆法施工隧道炮烟运移规律数值模拟研究

为了提高钻爆法施工隧道炮烟排烟效率,改善隧道施工环境,以平顶山隧道某一段爆破施工过程为原型,基于质量守恒定律、Fick定律及Boussineg假设,运用计算流体力学软件FLUENT建立压入式通风条件下组分运输模型,分析风筒口至掌子面的距离及风筒入口风速对隧道内风流流场及炮烟浓度分布规律的影响。结果表明:风筒口至掌子面40 m,入口风速为20 m/s,通风时长为18.5 min时,隧道内风流分布稳定,且炮烟浓度均降至最高允许浓度值以下。将模拟结果与现场实测的炮烟浓度分布情况进行对比分析,数据基本吻合,验证了模拟的有效性。

高层建筑楼梯间不同自然排烟方式对烟气流动特征影响的数值模拟

高层建筑发生火灾时,疏散通道内的环境安全是重中之重。以马鞍山市某13层办公楼为原型,基于火灾动力学的理论,利用FDS火灾仿真软件对其楼梯间发生火灾时烟气流动特征进行了数值模拟,分别研究在楼梯间底部、中部、顶部起火时,在不同自然排烟开窗方式下烟气的流动规律,并根据模拟结果探讨了在楼梯间底部起火时,CO浓度和温度的分布规律,从而得出最佳的自然排烟的开窗方式,以减少烟气等有害气体对楼梯间疏散环境的影响,可为人员疏散及现场救援等决策提供参考。

U+L型通风采空区瓦斯运移数值模拟与实验研究

为获取U+L型通风综采采空区瓦斯运移规律,依据渗流理论和质量守恒定律,建立了综采采空区瓦斯运移方程;以淮南矿区1111综采工作面为研究对象,采用FLUENT软件对采空区瓦斯运移规律进行了三维数值模拟研究,并采用相似材料实验方法对数值模拟的可靠性进行了验证;从数值模拟和实验结果对比分析来看:采用FLUENT数值模拟方法研究采空区瓦斯运移规律是合理、可行的,与相似实验结果相一致;U+L型通风方式下,采空区在走向、倾向和竖直方向上瓦斯分布具有一定规律性;与U型通风方式相比较,U+L型通风通过增加尾巷抽排瓦斯的方式,可明显降低工作面和上隅角瓦斯浓度,以确保矿井安全生产。

高层建筑火灾烟气流动对疏散影响的模拟研究

高层建筑在发生火灾时存在着顶棚射流和烟囱效益的现象,这些现象都会对人员疏散造成不利影响。为了进一步探究高层建筑火灾烟气流动对安全疏散的影响,将六安市一幢21层建筑作为研究对象,建立楼层和楼梯的几何模型,运用火灾模拟软件(FDS)对高层建筑进行数值模拟,研究烟气流动特性以及相关参数的变化特征,得出火灾烟气蔓延对安全疏散的影响结果。模拟结果表明:烟气的温度相比于减光性对疏散的影响更大;烟气流动速度和火源的热释放速率(HRR)有着直接联系,火源HRR较小时,疏散时间充足,适当控制火源HRR可以为疏散提供更多时间;在建筑较高楼层合理设置消防电梯更有助于疏散效率的提高。

水封式高位抽放巷道瓦斯抽放机理和应用研究

针对在低透气性煤层中抽放效果差,且传统抽放密封性不好等缺点,依据回采工作面矿山压力显现规律,本文提出水封式高位抽放巷道瓦斯抽放,并对其机理进行分析;以张集矿1111(1)综采工作面为例,进行水封式高位抽放巷道瓦斯抽放的应用研究,并用FLAC进行数值模拟来确定冒落带和裂隙带的范围;结果表明:在低透气性煤层中采用水封式高位抽放巷道瓦斯抽放技术是可行的,具有抽放浓度高、稳定性好的优越性,从而为综采工作面瓦斯治理提供经验。

风险评价标准值初探

提出了风险指标和ALARP原则的含义,从风险评价的ALARP原则出发,得出个人风险评价标准值和社会风险评价标准值的制定方法。

地铁区间隧道火灾烟气流动特性对人员疏散影响的数值模拟

基于火灾动力学理论以及隧道火灾的特点,利用FDS软件对地铁区间隧道火灾进行数值模拟,分析了B型地铁列车中部起火、并在区间隧道内就地疏散的条件下,两侧车门同时开启和一侧车门开启时对火灾烟气流动特性的影响,得出两种情况下纵向疏散平台处的能见度、温度、CO浓度随时间的变化规律,并探究两种情况下火灾烟气对人员疏散的影响。结果表明:两侧车门同时开启时,在150 s出现危险状态,而一侧车门开启时,在100 s出现危险状态,同时疏散平台处的温度、CO浓度普遍较高,能见度较低;相比之下,地铁列车发生火灾时,两侧车门开启有利于人员的安全疏散。该研究可为地铁区间隧道火灾时的人员疏散和紧急救援提供依据。

高校创新型安全工程专业人才培养模式的构建

为了获取创新型人才培养模式,基于现阶段各高校安全工程专业人才培养存在的主要问题,并结合高校安全工程专业师资力量、培养方案、学生就业和考研情况,从"创新意识、创新思维、创新能力"培养、人才培养方案改革、师资队伍建设和实践教学强化四个方面构建了高校创新型安全工程专业人才培养模式。从应用效果来看,创新型安全工程专业人才培养模式在提高学生学习积极性、创新意识和创新思维的同时,重点加强了实践教学环节,有利于提高学生动手能力、创新能力和人才培养质量,能更好地满足经济社会发展对高素质创新型人才的需要,也使安全工程专业人才培养更具方向性和目的性。

水封式巷道瓦斯抽放技术探讨

为降低矿井瓦斯含量,依据瓦斯难溶于水的性质,提出水封式巷道抽放瓦斯技术。某矿井瓦斯抽放实例显示,水封式抽放密闭性好,瓦斯抽放浓度高(达95%),且抽放量大(该矿累计抽采瓦斯2.8×109m3)。预抽后,矿井的绝对瓦斯涌出量由40 m3/min降为24.27 m3/min,相对瓦斯涌出量由12 m3/t降为6.9 m3/t,使高瓦斯矿井变为低瓦斯矿井。该技术真正实现了煤与瓦斯共采,有效解决了瓦斯治理难题,其安全效益、经济效益和社会效益显著。