强火源下难燃电缆烟气特性及吸附探测可行性研究

难燃电缆因含有卤素元素,烟气具有毒性,火灾危害性大,准确探测是发现并控制事故的关键。本文采用JCY-2型建筑材料烟密度仪开展了YJV型难燃电缆强火源引燃试验,测试吸附材料吸附20、50、100 s时电缆外护套产生烟气的烟密度,并拍摄吸附材料电镜图像,运用ImageJ软件处理并分析吸附材料表面灰度和吸附颗粒特性,进而探讨加装吸附材料对提高现有光电感烟探测器探测准确率的可行性。结果表明:电缆燃烧过程中处于不良通风条件的时间越长,烟密度峰值越低,吸附材料表面灰度越高;吸附材料能有效吸附富集烟气颗粒,烟气颗粒随吸附时间变化呈现表面附着、网状附着、环状附着的变化规律;吸附材料网线纤维直径小于9μm能实现较好的吸附效果。研究成果为风流环境电缆火灾预警和探测及线缆火灾调查提供了新思路。

风速对氢燃料电池汽车氢气紧急泄放安全性的影响

氢燃料电池汽车在遇到紧急事故时,会进行紧急泄氢处理,目前需要对氢能汽车紧急泄氢的安全性进行研究。为研究氢能汽车在事故中紧急泄放氢气的泄放特征以及迎向风风速的影响,采用Fluent建立了开放空间风速对氢能汽车泄放氢气影响的计算模型,分析氢气扩散规律及氢气可爆区域和警戒区域的发展。氢能汽车在开放空间紧急泄气时,迎向风风速越大,氢气可爆云团的最大体积和稳定体积越小,达到最大体积和稳定体积所需时间越少;氢气水平警戒区域和正向警戒区域大小随风速增加而减小,形状受风速影响而改变;停止泄放后,可爆云团会迅速扩散消失。

锂电池隔膜安全性能及测试方法研究进展与展望

锂电池隔膜作为锂电池的重要组成部分,对锂电池的安全性及稳定性至关重要,但随着锂电池的应用范围不断增加,锂电池火灾的数量不断增加,造成重大财产损失。而目前锂电池的改进研究多集中于工艺角度,缺乏锂电池隔膜的安全性研究。针对这种情况,本文从锂电池火灾、碰撞挤压、穿刺等事故特点入手,对锂离子电池隔膜的安全性能影响因素、隔膜改性研究现状以及性能测试方法进行了阐述。基于锂电池事故现状对隔膜的安全性能测试方法提出改进意见,可为未来锂电池隔膜的发展方向及热失控安全测试提供借鉴。

横风风载对云梯消防车臂架变形及振动特征的影响分析

为探究横风对云梯消防车臂架的变形及振动特征的影响,采用有限元软件研究不同横风风速条件下云梯臂架的结构振动规律。臂架的风载变形主要体现在副臂在风载作用下的摆动,以偏心力矩造成的弯曲变形为主。臂架在外载荷与周期性变化的内应力共同作用下产生了低频震源,激发了臂架的低阶模态,云梯消防车臂架形变呈现出周期性振动的特征,随着风速的增加,振动幅度逐渐增大。基于该研究成果提出了一种解决方案,可为改良云梯消防车的设计提供思路。

软硬复合煤层厚度比对卸荷破坏的控制作用

在煤炭开采和煤层气抽采相关工程中,软硬复合煤层的卸荷破坏问题是围岩支护和煤层增透改造所面临的共性问题。为了探求复合煤层卸荷过程中的力学特性及破坏过程中的能量演化规律,基于能量耗散方程及煤岩损伤模型,采用PFC数值模拟和室内试验相结合的方法,研究了新田煤矿4^(#)煤层复合煤层在不同软分层厚度比下的煤体变形破坏方式、力学特性及能量耗散和声发射规律,最终得到新田煤矿4^(#)软硬复合煤层厚度比对卸荷破坏控制规律;并在现场利用水力冲孔加以验证。结果表明:在三轴压缩下,不同厚度比对复合煤体变形破坏方式的作用表现在主裂纹的转移、剪切拉伸裂纹数量变化、剪切面卸荷破裂带变化上;复合煤体的应力-应变曲线以厚度比0.45(软分层厚度/复合煤层厚度)为分界点,产生“阶梯式”的平缓与剧烈变化,并与围压大小相关联;复合煤体卸荷破坏的本质是颗粒间黏结键的断裂,厚度比对耗散能的大小以及煤体颗粒间黏结键的断裂产生积极作用;且现场水力冲孔的结果与模拟结论呼应。

化学领域发明创造的创造性中对相关技术启示的评价

本文针对专利审查中创造性的评价方式做了介绍,并通过案例分析了创造性所具备的条件,以及评价步骤。介绍了创造性的显而易见中关于技术启示的分析及评价方法,指出在化学领域中对发明创造性的评价中,对“有启示”的使用应持审慎的态度,不应因主观因素的影响,在创造性评价中的随意使用的“启示”,而严重拉低发明创造的创造性高度。

综采长壁工作面推进速度对优势瓦斯通道的诱导与控制作用

基于采动裂隙椭抛带理论,确定了采动优势瓦斯通道带的上、下边界,构建了采动优势瓦斯通道带的时空形态理论模型。以淮北祁南矿34下采区为原型,开展了上覆岩采动瓦斯通道扩展数值仿真研究,发现优势瓦斯通道在上覆岩的空间位置随推进速度的增加而降低,发育高度、宽度和范围随推进速度的增加而减小等特征。以此为依据,对综采工作面推进速度加快后的高位钻孔参数进行了相应调整,并在祁南矿34下2工作面开展了卸压瓦斯抽采人工导流试验,现场试验结果验证了高位钻孔参数依据推进速度而进行的优化是合理的,从而也验证了本文提出的推进速度对优势瓦斯通道的诱导与控制规律是正确的。

高强度开采覆岩离层瓦斯通道特征及瓦斯渗流特性研究

根据上覆煤岩层的破断和裂隙发育情况,将穿层裂隙通道直径大于10-1mm的区域定为采动瓦斯通道发育区。基于砌体梁理论,研究了关键层控制下的离层断裂带瓦斯通道的发育特征,并基于Kozeny-Carman准则建立了瓦斯通道流态的判定方法,依据其内瓦斯的流动状态将上覆岩瓦斯通道的发育沿纵向由下到上分为瓦斯紊流通道区、瓦斯过渡流通道区和瓦斯渗流通道区,并根据离层断裂带瓦斯通道的发育规律,构建了以高位瓦抽采巷为主要手段的瓦斯过渡流通道区人工导流方法。最后通过以阳泉新景煤矿80201工作面卸压瓦斯抽采现场试验,反演得到了工作面上覆岩采动瓦斯通道的演化规律及其对瓦斯导向流动规律的影响,并对瓦斯过渡流通道区内瓦斯的流态进行了判定,验证了本文提出的理论计算方法和采动瓦斯通道分区的正确性和可行性。

采动煤岩体弹脆塑性损伤本构模型及应用

为提高保护层开采的有效性、安全性和经济性,通过引入理想弹脆塑性模型和内切圆准则,采用FLAC3D技术,在德鲁克–普拉格塑性流动格式基础上建立采动煤岩体弹脆塑性损伤本构模型的数值格式。利用VC++2005开发环境将本构模型编写成可供FLAC3D软件调用的自定义模型,并通过试件单轴和三轴压缩数值试验的对比,验证模型用于研究采动煤岩体脆性应变软化特征的正确性和合理性。将所建立模型用于阳泉新景矿超远距离保护层开采的数值模拟得出:位于保护层上部125m的超远距离被保护煤层处于裂隙带上边缘,被保护层卸压瓦斯取得良好效果,能利用保护层开采及被保护层卸压瓦斯抽采消除被保护层的突出危险。计算结果与物理相似模拟结果基本吻合,表明所建立的采动煤岩体弹脆塑性损伤本构模型可用于保护层开采及被保护层卸压瓦斯抽采效果的预评价。模拟结果可为保护层开采及被保护层卸压瓦斯抽采设计提供合理建议。

立井煤与瓦斯突出危险性分析及防突措施

随着煤矿开采深度的增加,立井揭穿煤与瓦斯突出危险煤层的危险性日趋增大,因此解决这一问题成为深部立井施工的当务之急.采用FLAC软件模拟计算,得出了立井工作面附近的应力分布,与现场实测煤层瓦斯参数对比分析后,得出了立井工作面附近应力分布规律.分析了立井揭穿突出煤层的危险性,得到了在立井揭穿煤层过程中,穿过突出危险煤层时突出危险性最大的结论,并被几次立井煤与瓦斯突出案例所验证.设计了适合立井应力分布规律的揭穿突出危险煤层技术,其安全性和有效性被芦岭新副井揭穿8,9号突出危险煤层工程实践所证明.这对立井揭穿煤与瓦斯突出煤层具有较强的指导意义.

含瓦斯煤岩体采动致裂特性及其对卸压变形的影响

为了研究瓦斯压力对采动煤岩体卸压变形的影响,在FLAC平台上采用应变软化本构关系和"先加载后卸压"的方式,研究了不同瓦斯压力及围压条件下采动煤岩体的卸压致裂特性及其对卸压变形的影响。模拟结果表明:煤岩损伤破坏应力的峰值及所对应的轴向应变、应力峰后下降幅度随瓦斯压力的增加而减小,其力学特征由脆性逐渐向塑性过渡;瓦斯压力的增加使煤岩承载能力下降,并由于在有效应力空间中应力水平的提高而使拉伸破坏提前发生;随着瓦斯压力的升高,上覆煤岩采动煤岩卸压变形量、致裂破坏区不断增大,致裂特征更加明显,采动卸压范围、应力集中峰值及其距煤柱边界的距离也增大。因此,当煤层瓦斯压力较高时,瓦斯压力对采动煤岩体卸压变形的影响不能忽略。

双电机消失模铸造振实台振动模式及效果

试验研究了不同振动模式下双电机激振消失模铸造振动紧实台的振动特性。在分析双电机振动数学模型的基础上 ,测试了多种振动模式下的振动效果 ,结果表明 ,在不同振动模式下 ,双电机振动特性差距较大。为了较好地实现复杂消失模模样振动紧实的目的 ,紧实过程中 ,可根据铸件消失模模样的形状特点 ,进行振动模式的不同组合与变换 ,以求得满意的紧实效果。

自主探究导向的安全科学与工程类专业生产实习探索与实践

为了切实提高学生的工程实践能力,加强生产实习过程的管理和效果提升,中国矿业大学安全科学与工程大类专业根据专业培养目标,结合生产实习所面临的一些问题与挑战,开展了自主探究导向的生产实习探索与实践,对整个过程中的实习计划、内容、管理和实现手段等方面进行了探索及改革,并对实际的实习效果进行了分析总结和展望。

远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究

经过多年的科学研究和工程实践证明,采动卸压瓦斯抽采技术是防治煤与瓦斯突出、降低煤层瓦斯含量最有效、最经济的区域性措施。尽管近几十年来开展了大量的采动卸压瓦斯抽采现场试验,但对采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动相互作用的研究尚不够成熟,还无法为卸压瓦斯的高效抽采提供理论基础和技术支持。以远程采动煤岩体为研究对象,运用岩石力学、采矿工程、渗流力学、数值仿真等理论,采用现场实验、实验室实验、理论分析和数值分析相结合的研究方法,系统研究了采动煤岩体的卸压特征、移动变形、采动应力变化及卸压瓦斯流动规律;开展了采动煤岩体变形与瓦斯流动耦合作用研究,构建了采动煤岩体弹脆塑性本构模型和采动煤岩体变形与瓦斯流动耦合动力学模型及数值计算方法,通过模型的应用初步获得了远程上被保护层应力场、位移场与渗透率的时空变化规律,最后提出了保护层开采工程分类及判定方法,以及远程保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系,并在阳泉新景矿成功地进行了试验,取得了显著的抽采效果。为保护层开采设计及远程被保护层卸压瓦斯的高效抽采提供了理论依据和技术支持。主要研究内容及成果有:(1)利用平面应变相似模拟实验系统,以阳泉矿区新景矿为地质背景,开展了远程采动煤岩体裂隙演化相似模拟试验研究,获得了远程被保护层采动应力、裂隙发育和变形的时空演化规律;(2)基于Drucker-Prager准则,引入理想弹脆塑性模型和内切圆准则,构建了采动煤岩弹脆塑性损伤本构模型及数值格式,采用VC++2005将其开发成FLAC3D能够调用的模型,并开展了模型验证与应用,为采动煤岩体变形的研究提供了本构模型;(3)构建了反映采动裂隙、离层对瓦斯流动影响的非线性卸压瓦斯流动方程———广义幂定律,为采动煤岩体卸压瓦斯流动提供了控制方程;(4)构建了适合高强度开采条件下低渗透性煤岩体变形与瓦斯流动特点的采动煤岩变形与瓦斯流动气固耦合动力学模型;利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件平台实现了模型的验证与应用,初步获得了远程下保护层上覆岩应力场、位移场与渗透率的时空变化规律;(5)提出了综合考虑煤层赋存条件、层间硬岩以及保护层工作面回采参数等影响因素的保护层工程分类及判定方法,以当量相对层间距为指标对上、下保护层进行了分类;(6)提出了远程保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系,并在阳泉新景矿成功地进行了试验,取得了显著的抽采效果。保护范围内被保护层综合瓦斯抽采率达到了70.1%,瓦斯含量由18.17 m3/t降至5.4 m3/t,有效地消除了3号煤层的煤与瓦斯突出危险性,实践验证了采动煤岩变形与瓦斯流动气固耦合模型的合理性和可行性。

嘉宾论坛模式及对我国新高等工程教育的启示——以澳大利亚昆士兰大学为例

在澳大利亚昆士兰大学的工科课程体系中,嘉宾论坛是课堂教学的重要组成部分。通过聘请特定的嘉宾走进专业课程的课堂讲授专业课程的核心内容及其应用,构建了嘉宾论坛进课堂模式,形成了以"情景性"实践教学为核心的工程教育体系,促进了产学研在课堂的融合、贯通。嘉宾论坛模式在提高学生学习的积极性和专业认同感、拓宽就业途径等方面对我国新高等工程教育的改革发展具有重要的借鉴意义。

基于智慧用电的电气隐患排查与反馈体系框架

文章介绍了"智慧用电"与"LZ电气监控系统"的组织框架、工作原理和使用局限性。结合我国2011—2016年电气火灾统计数据,宏观分析了2011—2016年电气火灾的发展趋势,针对电气火灾高发的现状,进而根据我国电气安全隐患排查的要求,在目前"处方式"电气检测的基础上,建立基于智慧电气的电气火灾隐患排查与反馈平台的体系框架。

电气防火课程高效在线课堂的设计与实践

针对工科专业核心课程在线教学过程中存在的师生互动难、学生注意力低、授课效果差的难题,文章探索出简化问题解决六步法,提出了以“10+30+5+5”课程设计和“明确、表达、确定、试解、评价、提交”六步法授课方式为核心的高效在线课堂模式,并在消防工程专业骨干课程电气防火中进行了实证。通过对课程内容的优化设计与授课方式的改革,构建了高效在线课堂教学模式,充分利用了网络空间的便利,改变了以教师PPT教授为主的课堂氛围,显著提高了学生的听课积极性、注意力集中度以及回答问题的主动性,得到了学生的普遍认可。高效在线课堂的实践为专业核心课程的“金课”建设提供了思路和借鉴。

基于Wi-Fi探针的火灾人员被动定位系统设计

当商场等公共区域发生火灾时,室内人员难以确定自身位置,错误判断火灾形势,造成安全疏散困难,而传统疏散示意图等标识手段仅能提供一般性意见,无法显示危险区域,安全疏散适用性较低。针对此情况,提出了基于Wi-Fi探针的火灾人员被动定位系统,系统使用Wi-Fi探针并采用被动定位方式进行区域人员定位,该系统可以生成区域人员分布热力图并标记火灾危险区域,提出WCS-KNN定位算法。结果表明:WCS-KNN算法比其他算法的定位精度最高提高了23.46%,运行时间最高缩短了10.75%,火灾人员被动定位系统能在火灾发生时确定人员分布及火灾危险区域并利用广播、区域智能疏散显示屏等手段引导人员安全疏散,并可在火灾中持续工作,该系统相较于传统疏散手段具有更好的适用性。

深部含瓦斯煤体渗透率演化及卸荷增透理论模型

利用渗透率理论模型对深部煤层渗透率的变化进行了探讨,认为深部煤层地应力主导有效应力的变化,直接或间接的控制着渗透率。要有效增加煤层的渗透率,只能降低地应力。据此开展了煤体卸荷渗透率试验研究,获得煤体卸荷过程中既存在原始裂隙的扩展,也有新生裂隙的产生,两者的综合作用是导致卸荷煤体渗透率骤增的原因。在实验和理论分析的基础上提出了煤体卸荷渗透率演化概念模型,建立了考虑有效应力和瓦斯吸附/解吸变形等因素的、以应变为变量的煤体卸荷损伤增透理论模型。该模型搭建了煤体卸荷与增透的桥梁,可采用岩石力学软件获得的采场围岩应力场和应变场计算得到卸荷后煤岩的渗透率演化规律。最后在窑街煤田海石湾煤矿进行了应用,理论模型的应用使瓦斯抽采设计更科学和有效。

煤与瓦斯突出矿井安全煤量研究

针对我国煤与瓦斯突出矿井采掘接替紧张的现状和煤矿安全监察工作的需要,提出了煤与瓦斯突出矿井安全煤量概念,研究探讨了安全煤量与"三量"之间的相互关系,结果表明:安全煤量属于准备煤量的一部分,它是指煤与瓦斯突出矿井准备煤量范围内已无突出危险的煤量,安全煤量必须有足够的可采期.为确保回采安全,回采煤量必须是安全煤量.突出矿井采取保护层开采结合被保护层卸压瓦斯抽采技术和预抽煤层瓦斯技术获得足够的安全煤量.通过对淮北祁南煤矿"三量"和安全煤量的分析得出,祁南煤矿的安全煤量占到准备煤量的五分之四,为回采煤量的2.3倍,准备煤量、安全煤量和回采煤量可采期分别为16.6,13.3,5.9个月.矿井的生产实践表明,祁南煤矿安全煤量可以满足矿井的正常接替和安全生产需要.