NH_(4)H_(2)PO_(4)-KHCO_(3)混合粉体对管网甲烷爆炸的抑制特性

在自行搭建的管网实验系统中,将常用于抑制甲烷爆炸的碳酸氢钾KHCO_(3)与磷酸二氢铵NH_(4)H_(2)PO_(4)进行不同比例的混合。选取5种不同的粉体配比,对比单一粉体以及各抑爆工况下各测点的爆炸峰值压力、火焰峰值速度和火焰峰值温度等爆炸特征参数,获得抑制管网甲烷爆炸的最佳工况,并阐述了抑爆机理。结果表明:混合粉体对管网甲烷爆炸的抑制性能优于单一粉体;KHCO_(3)与NH_(4)H_(2)PO_(4)都易受热分解;其中,KHCO_(3)可以在相对较低的温度下迅速完成热解过程,从而吸收更多的反应热,抑爆性能优于NH_(4)H_(2)PO_(4)粉体;混合粉体中,抑爆效果随着KHCO3含量的增加显著提高。在5种混合比例中,当KHCO_(3)与NH_(4)H_(2)PO_(4)质量比为2.0:1.0时,抑爆效果最佳。KHCO_(3)与NH_(4)H_(2)PO_(4)表现出良好的爆炸抑制效果,研究所得结论可为抑制甲烷爆炸研究提供参考。

复杂管网中瓦斯爆炸冲击波与火焰波传播实验研究

为了进一步探究瓦斯爆炸冲击波火焰波的传播特性,在自行设计并搭建的复杂管网中进行瓦斯爆炸实验。实验中利用高精度压力传感器和温度传感器收集压力变化和温度峰值数据;使用火焰传感器采集爆炸过程中出现的火焰波信号,根据理论公式计算得出火焰波传播速度;利用Origin软件对实验数据进行综合处理,研究复杂管网中瓦斯爆炸时的冲击波、火焰波传播特性。结果表明:管道内各测点最大压力峰值为0.599 MPa,最小压力峰值为0.297 MPa,管道内火焰波速度峰值为214.04 m/s,在管道L_(4)上速度值降低为0 m/s,各测点温度峰值最大值为1837 K,最小值为1521 K。随着爆炸冲击波与火焰波在复杂管网内的传播距离不断增大,压力衰减趋势和速度突变趋势更为显著。

瓦斯爆炸对躲避硐室影响的数值模拟

为研究瓦斯爆炸对矿井躲避硐室的影响,在封闭及开口管路中分别进行了瓦斯爆炸过程的数值模拟,运用ICEM软件建立了躲避硐室的物理模型,使用FLUENT软件对不同边界条件下的瓦斯爆炸压力、温度变化进行数值模拟,运用Origin软件对瓦斯爆炸过程中的压力、温度变化进行曲线拟合.结果表明:封闭条件下,躲避硐室中承受的最大爆炸压力和最高温度分别为0.61 MPa以及2269 K;开口条件下,躲避硐室中承受的爆炸超压及最高温度分别降至12.39 k Pa和1773 K.综合爆炸超压及爆炸引起的高温影响,躲避硐室应该尽可能地远离独头巷道.

基于可拓理论的LNG加气站安全评价

由于LNG加气站各定量和定性指标的多层次性和复杂性,一些常用的评价方法往往会出现矛盾,导致建立的动态模型与实际评价单元贴近度不高。针对其自身危险因素的多样性、复杂性及地理位置的特殊性,将基于熵权理论的可拓综合评价方法应用于LNG加气站的安全评价,充分利用物元模型,将其与LNG加气站中设备、物料、工艺流程涉及的主要危险因素相对应,结合现有LNG加气站的行业标准和规范,从设备因素、卸车流程、环境因素、管理因素及管路系统5个方面对LNG加气站进行分析,建立了LNG加气站安全评价指标体系,并在此基础上建立LNG加气站安全综合评价的物元模型,通过定量计算其熵权系数和综合关联度,进而使用关联函数对其安全等级进行定性分析,对LNG加气站安全进行综合评价。利用建立的指标体系,基于可拓理论对山东省滕州市顺驰LNG加气站进行安全评价,结果表明,LNG加气站管路系统的安全等级为"优",而设备因素、卸车流程及环境和管理因素的安全等级均为"良"。评价结果与加气站实际情况基本相符,表明基于可拓理论的LNG加气站安全综合评价方法不但有助于提高LNG加气站的安全水平,而且具有可行性。最后,针对评价结果提出了提高其安全性的建议措施。

角联管网瓦斯爆炸冲击波与火焰波的传播特性

为了得出实际管网中瓦斯爆炸冲击波、火焰波的普适性传播特性,搭建了角联管网实验系统。通过平均升压速率和爆炸威力指数表征冲击波传播特性;通过火焰传播速率表征火焰波传播特性。结果表明:冲击波在角联管网中传播时出现了多次衰减与叠加,冲击波的正向传播和冲击波在管网所有互连管道中的反向传播叠加在一起,导致冲击波的传播呈现复杂无序状态。冲击波传播在不同的管道结构时,经过45°分岔管道时爆炸威力最大;在斜角联支管中,压力损失最大,超压爆炸威力下降幅度最大,火焰波传播速率最快;底部直管中的火焰波传播速率最慢。可为瓦斯爆炸灾害发生后应急救援方案的制定提供理论参考。

基于透湿杯法分析环境因素对矿工服湿阻的影响

针对日益突出的矿井热害问题,运用透湿杯法研究环境因素对矿工服的湿阻影响。把人体-服装-环境作为一个系统,以煤矿深井这种特殊的作业环境为背景,将湿阻作为主要的评价指标,分析讨论人体处于热湿舒适性状态的最佳热环境。将实验测试与理论计算相结合,测试了矿工服的静态湿阻,并从环境温度、相对湿度、风速三个因素去分析其对矿工服的湿阻的影响。经过测试和计算,优选出了能使矿工服的透湿能力达到最大化的环境条件,即环境温度为26℃、相对湿度为60%、风速为2m/s,此条件下矿工服的湿阻值最小,矿工服内外存在较大的水汽压力差,会引起蒸发和扩散加大,可以保证人体更好的排汗散热。

瓦斯-煤尘混合爆炸中煤尘因素的影响广义化研究

为研究煤尘粒径和煤尘质量浓度对瓦斯-煤尘混合爆炸特性影响的普适性规律,通过自行搭建的试验管网进行瓦斯-沉积煤尘混合爆炸试验,广义化探究煤尘质量浓度和煤尘粒径对瓦斯-煤尘混合爆炸在复杂管网中产生的冲击波压力峰值、火焰波传播速度峰值和火焰波温度峰值的影响,并基于影响因素响应面理论分析验证了试验结论。结果表明:当煤尘粒径相同时,瓦斯-煤尘混合爆炸的冲击波压力峰值、火焰波传播速度峰值和火焰波温度峰值会随着煤尘质量浓度的增大呈现先增大后减小的趋势;当煤尘质量浓度相同时,瓦斯-煤尘混合爆炸产生的冲击波压力峰值、火焰波传播速度峰值和火焰波温度峰值同样会随着煤尘粒径的增大呈现先增大后减小的趋势;当煤尘粒径和煤尘质量浓度分别为50μm、100 g/m^(3)时,瓦斯-煤尘混合爆炸最为剧烈;煤尘质量浓度对瓦斯-煤尘混合爆炸产生的冲击波压力峰值和火焰波温度峰值的影响程度大于煤尘粒径,煤尘粒径对火焰波传播速度的影响程度大于煤尘质量浓度。该研究结果可为煤尘对瓦斯-煤尘混合爆炸的影响研究提供理论参考。

避难硐室气体防毒安全性研究

为研究灾变时期井下避难硐室进出口有毒气体CO入侵弥散问题,基于等效原理,利用Gambit软件建立地面钻孔正压通风避难硐室物理模型和开门状态下有毒气体进入避难硐室的流体力学原理及气体弥散数学模型,并利用Fluent软件模拟钻孔压风量与室内CO浓度变化关系,提出在避难硐室的隔离门前加装门衬的办法,使避难人员穿过避难硐室门时空隙面积大大减小。结果表明:加装柔性门衬后临界压风流量分别降至15.7,10.8 m^(3)/min,有效提高了避难硐室防毒安全性。

寺河矿采煤工作面降温系统研究

为研究热害矿井采煤工作面的有效降温方法,采用数值模拟与现场测试相结合的方法,选用内含液态CO_(2)的盘管式换热器系统对寺河矿6301#采煤工作面的降温效果进行研究,利用COMSOL软件探究了不同液态CO_(2)流速、不同换热器管间距和不同换热器布置长度的降温效果,得到了对寺河矿6301#采煤工作面降温效果最佳的液态CO_(2)流速,分析得出了具有最佳降温效果且符合实际工况的换热器管间距及换热器布置长度。结果表明:液态CO_(2)流速为0.1 m/s、管间距为75 mm、换热器布置长度为30 m时,采煤工作面降温效果最佳。将模拟结果与实测结果对比,证明了该降温方法能够有效降低采煤工作面的温度。