开口型管道内瓦斯爆炸冲击波动压的数值模拟

为了研究瓦斯爆炸冲击波的动压演化规律,利用数值模拟软件模拟开口型管道内的爆炸。结果表明:动压与流速在时间上存在较好的对应关系,基本同时出现正向和反向的峰值;动压在3个方向上不仅伴随传播距离的增大而不断增大,也伴随传播时间的延长而增大;沿管道方向(火焰传播方向)上的最大动压值是其他2个方向(管道径向)上的数千倍;相比爆炸超压而言,管道径向上的动压对爆炸破坏效应的影响较小,而沿管道方向上的动压造成的破坏效应不能忽视;验证了动压与流速的平方呈正比关系,同时通过分析给出了动压基于管道几何尺寸和流速的经验公式。

平煤十二矿突出危险性预测方法使用分析

以平煤十二矿为例,分析了该矿以往煤巷掘进的预测数据和实验成果,指出了钻屑量指标和瓦斯涌出初速度的应用情况,并对这两种指标的敏感性进行了分析。

瓦斯爆炸压力与波前瞬态流速演化特征及其定量关系

为了建立爆炸波前的瞬态流速和超压的定量关系,采用数值模拟的方法分别研究了开口型方管内瓦斯爆炸超压和瞬态流速传播特征。研究结果表明:开口型方管内,波前瞬态流速和超压的波形曲线的峰值个数不一样,而且超压峰值总是早于波前瞬态流速峰值出现。大部分情况下,方管横截面边长越大,其超压峰值相对较小,并且超压峰值沿传播方向呈现降低趋势。波前瞬态流速峰值沿传播方向呈不断增长趋势,而且方管横截面边长越大,其峰值也相对较小。长径比(方管长度与横截面边长之比)小于125时,超压峰值与波前瞬态流速峰值的定量关系始终呈现线性反比关系;大于或等于125时,超压峰值和波前瞬态流速峰值的定量关系呈分段关系。研究结果可为爆炸冲击波扬尘的研究提供基础数据。

爆炸冲击波扬尘过程中的颗粒动力学特征

为研究爆炸扬尘过程中粉尘颗粒的运动特征,通过纹影仪以及高速摄像机,对粉尘的运动轨迹及其水平、纵向速度进行了分析。结果表明:粉尘颗粒的运动轨迹大体呈抛物线型,其上升过程中受到重力、气流曳引阻力等的作用,速度逐渐降低直至峰值高度,随后在重力作用下沉于管道底部;水平速度vx和纵向速度vy的发展趋势都可用指数函数描述;一定压力下,颗粒的初始位置对其轨迹有影响;冲击波前方的颗粒,受前方粉尘层的阻碍以及冲击波压力损失的影响,上扬过程较缓慢,最大扬尘高度减小,扬尘距离增大;此外,扬尘距离、vx和vy随压力的增大而增大,而最大扬尘高度减小。

受限空间内爆炸波的波形演化特征分析

为了分析研究瓦斯爆炸波在巷道内传播过程中的演化特征,运用AutoReaGas软件模拟了爆炸波沿开口平直巷道的传播演变规律。研究结果表明:爆炸波从波形上看大致分为前驱冲击波、热压缩波及稀疏波;在爆炸初期爆炸波以接近声速的速度稳定传播;爆炸超压峰值整体呈现出先减小后增大的趋势。根据分析结果,在超压较大的区域应加强相应的预防措施,以减少瓦斯爆炸带来的损失。

火成岩与断层群联合控制下瓦斯异常赋存规律

通过对塔山矿一、二盘区21个煤样的瓦斯含量、吸附常数等参数进行对比分析,结果表明:断层群对区域瓦斯赋存有明显的控制作用,导致一盘区瓦斯含量较低,二盘区瓦斯含量较高;在火成岩的影响下,煤的变质程度增大,吸附瓦斯的能力强;瓦斯含量最大值出现在火成岩侵入边界附近。研究结果可以为火成岩和断层群联合控制作用下瓦斯赋存机理研究及瓦斯治理工作提供参考。

福建省应急产业现状及发展对策

为提升福建省政府社会治理能力、安全保障能力,助力经济高质量发展,分析福建省应急产业发展现状。结合福建省自身区域特点,对标国内应急产业优势区域,采用系统分析等方法,提出安全防护类、监测预警类、应急救援处置类、安全应急服务类4个产业集群,并从这4个方面重点分析当前的产业现状,提出新的应急产业发展优化对策。结果表明:福建省的应急产业总体上发展相对缓慢,应急产业示范基地较少,应急产业的产值不高;福建省应急产业存在应急产品技术层次不高、自主创新能力不强不成熟、科技含量不高、应急人才缺乏等问题。从应急产业发展引导、政策落实、科技创新、培养专业人才、国内外交流合作等方面提出对策措施。

基于双动力协同钻进的穿层钻孔防突技术应用

煤层卸压增透是治理矿井瓦斯灾害的主要技术手段,为此,研究了双动力协同钻进技术的卸压增透机理,双动力协同钻进技术对于煤层卸压增透具有明显的实际效果,可以在一定程度上缓解矿井采掘接替紧张,起到良好的瓦斯防治作用,具有明显的现实意义。

高校实验室安全管理标准化“1+N”模型构建及应用

为了进一步完善高校实验室安全管理工作,依据企业安全生产标准化基本规范,提出高校实验室安全管理体系的4阶组织机构与13个核心要素;运用“1+N”模型,采用PDCA循环模式将实验室安全管理标准化工作与实验室日常安全管理工作融合,进一步构建了高校实验室安全管理“1+N”模型的二、三阶层。同时通过实例阐述“1+N”模型在高校实验室日常安全检查中的运行机制,讨论了该模型需要改进的地方。

流水线作业疲劳安全韧性模型及应用

为提高流水线作业安全水平,解决工人流水线作业疲劳危害,运用事故树分析法(FTA)分析疲劳的影响因素,并构建工人疲劳安全韧性模型,该模型由管理系统、疲劳修复和人机系统3大模块组成,按照抵御、恢复、学习和优化4个阶段持续运行;依托模型的实际应用,构建疲劳管理冗余系统,提出近似、精准休息机制和传送带警报系统。结果表明:疲劳管理冗余系统具有监督检查与反馈信息的功能,并能够预防工厂的疲劳危害。疲劳修复方法可以近似或精确地确定休息时间,并能够避免同一姿势疲劳。优化人机系统得以提高人因可靠性与改善环境。该模型能够消除员工长时间同姿势作业危害,减少疲劳产生,有效解决工厂的疲劳危险。

基于行为安全管理元模型的高校实验室安全管理

为了提高实验室安全管理水平,将行为安全管理元模型运用于高校实验室安全管理中。在行为安全管理元模型的基础上构建安全管理体系,从内隐安全行为、外显安全行为与处置方式三个方面分析高校实验室安全管理存在的主要问题,进而构造基于行为安全管理的高校实验室安全管理运作模型。该模型以组织驱动为主体,并针对安全文化、外显行为、处理事故三方面的分析结果提出相应的管理措施。该运作模型从行为安全视角分析实验室事故原因,提出控制不安全行为的措施,进而为高校实验室安全管理提供新思路。

PDCA循环模型在地方高校化学实验室安全管理中的应用与探索

由于高校化学实验室存放着种类繁多的危险化学品,其发生事故的概率通常较大。该文将PDCA循环模式应用于地方高校化学实验室的日常管理,旨在通过构建安全管理体系、实施安全管理措施、落实安全监督检查以及强化安全问题整改4个层面,逐步解决化学实验室的安全问题,提高实验室的整体安全管理水平。

泄爆和氮气惰化耦合作用对氢-空气爆炸影响的实验研究

为了解受限空间内不同氮气体积分数φ对氢-空气泄爆的影响,在高1 m的顶部开口容器中进行了实验。结果表明:当φ≤40%时,容器内部的最大压力峰值由外部爆炸造成;而当φ>40%时,内部最大压力峰值则由泄爆膜破裂引起;在所有实验中,都观察到内部压力的亥姆霍兹振荡,其振荡频率随φ的增加而降低;声学振荡仅出现在φ=25%,30%时;容器内3个不同压力监测点(靠近泄爆口、容器中心和接近容器底端)的最大爆炸超压p_(max)都随着φ的增加而降低,且整体上最大的p_(max)始终在爆炸容器底部附近出现。但当φ>40%时,3个监测点间p_(max)的差异可忽略不计;外部最大爆炸超压也随φ的增加而减小,且不论其大小如何,均对内部压力曲线有显著影响。

破膜压力对氢气-甲烷-空气泄爆的影响

选取了300 mm×300 mm×1000 mm、顶部设有250 mm×250 mm泄爆口的管道,用不同厚度的铝箔密封泄爆口,注入氢气-甲烷-空气混合气体,进行泄爆实验,研究了0~44 kPa的爆破压力(P_(v))对火焰演化和管道内外压力变化的影响。结果表明,P_(v)会显著影响管道中火传焰播过程以及压力-时间变化曲线;所有实验中均观察到了内部压力的亥姆霍兹振荡,振荡频率随着P_(v)的增加而增大;当P_(v)≥12 kPa时会出现频率约为1200 Hz的声学振荡。对于某一确定的P_(v),管道内最大内部超压随至泄爆口距离增加而增大;靠近泄爆口处和管道中心的最大内部超压几乎随着P_(v)呈线性增加,但是靠近底部处的最大压力与P_(v)呈非线性递增关系,外部爆炸所产生的压力峰值随P_(v)的增加而增大。

土体结构与含水量对弹性波传播特性的影响

基于弹性波具有表征土体结构的特性,通过试验探究不同密度和含水量组合条件下的土体弹性波速度变化规律。结果表明:波速随着土体密度的增大缓慢增大,弹性波发射端土体越致密则距离波源最近的接收器测得的弹性波速度越高;弹性波是能量波的一种,受其传播距离以及土颗粒的阻碍会逐渐衰减;波速随含水量的增大而缓慢减小,土体从初始状态达到饱和状态波速降低了10%~30%。对土体密度和含水量引起弹性波速度的变化机制进行了解释,可以为基于弹性波的降雨型滑坡预警预报方法研究等提供参考依据。

含孔洞红砂岩超声波传播特性研究

岩体内部缺陷的尺寸、几何分布形态是影响岩土工程失稳破坏的主要因素之一。为探究不同孔洞形态下红砂岩的超声波传播特性,采用原状红砂岩岩样建立含不同孔洞尺寸、孔洞角度岩样试件,考究单孔洞下尺寸、角度单因素变量对超声波传播规律的影响,完成了含孔洞红砂岩的超声波波速、波幅、衰减系数参数的试验测试与分析。结果表明:随着孔洞尺寸和孔洞角度的增加,超声波波速、首波幅值均下降,衰减系数增大;波速对孔洞敏感度较差,幅值、衰减系数对孔洞较敏感,幅值与衰减系数的差值变化趋势相同。

搅拌模型下矿物的微波加热温升特性研究

为探讨复合矿物的微波加热机制,使用COMSOL Multiphyics软件,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法建立起环绕式微波加热模型来开展对不同组分结构和占比的复合矿物模型的温升特性研究.研究结果表明:相比于无搅拌加热模型,在铜片长度为5 cm,转速为(π/3)rad/s的环绕式模型中,矿物加热的效率更高,温度分布更均匀;复合矿物组分结构的变化会改变电磁波的分布,黄铁矿包裹方解石模型的微波加热效率低于方解石包裹黄铁矿模型;在黄铁矿包裹方解石模型中,黄铁矿厚度变化会引起电磁波相位变化,使得矿内电场热点和冷点偏移,并且其厚度大小在穿透深度前后对比,射入的电磁波强度差距较大,电场强度有显著差异;相同组分占比下,非均质矿物整体的电场模比复合均质矿物更低更稳定,组分间的电场强度更为接近;随着黄铁矿占比的增加,非均质矿物整体在微波加热30 s后的温度变化可分为小波峰区(0~10%)、大波峰区(10%~50%)、平稳区(50%~75%),组分间的温差逐渐变小.

瓦斯爆炸过程中冲击波瞬时传播规律研究

为了研究瓦斯爆炸过程中的冲击波变化规律,采用了AutoReaGas软件模拟了冲击波超压和冲击波瞬态流速的变化规律。研究结果表明:超压的波形可分为3个部分,而瞬态流速作为气体运动的直观表现,通常具有4个部分;利用最小二乘法,建立了首次流速峰值与超压的一次线性关系,给出了本次试验条件下的预测方程。

微波辐射下煤体孔裂隙结构演化特性

为了揭示微波能量对煤体孔裂隙结构的影响作用,设计了循环微波辐射实验,采用红外热成像、超声波探测、核磁共振和高精度X-CT扫描技术探讨了不同微波辐射时间下,煤体孔裂隙结构演化特性。结果表明:微波对煤体有开孔、疏孔和塌孔效应,其中开孔效应和疏孔效应占主导,微波辐射增大了煤体总孔体积和孔间连通性,使束缚流体孔隙率和自由流体孔隙率分别增大了30.3%和167.9%。微波辐射后,煤体内不同组分具有微波吸收异质性,煤体升温不均产生热应力,热应力撕裂原生裂隙并催生出新裂隙,从而导致NMR渗透率增大,超声波波速减小。煤样内部微裂隙增多并于辐射1.5min后转变为中、大裂隙,从而在煤体中形成裂隙网.

煤矿瓦斯爆炸冲击波多相破坏效应研究

建立了多相破坏的理论模型,提出了对于小试块的破坏特征分析采用碎块面积分布统计的方法来评估其破坏能力,开展了多相破坏验证实验.结果表明:随着爆炸破坏强度的增大,混凝土碎块的数量增多,特别是低于2cm2的碎块数量明显增多,而面积较大的碎块数量减少.对单一气相和气固两相破坏特征进行了实验对比分析,发现在爆炸冲击波传播方向和侧面,气固两相破坏都比单相破坏大,表现为碎块数量增多.