气液两相混合发泡降尘新技术的研究与应用

气液两相混合发泡降尘新技术采用压力水、发泡剂、压缩风流经发泡器进行物理发泡进行降尘,技术兼容了水雾与化学抑尘的特点,降尘效率更高。通过设计气液两相混合发泡降尘工艺,制备出了高性能的泡沫,然后通过在尘源周围布置多个泡沫喷头,利用喷头良好的扩散性能将尘源包裹,达到了降尘的目的。现场测试结果表明:在司机侧气液两相混合发泡降尘时全尘浓度由原来的1103mg/m3降低为308.8mg/m3,呼吸性粉尘由原来的596mg/m3降低为149mg/m3,降尘效率分别为72.4%和75.2%,分别是外喷雾降尘效率的2.52倍和3.08倍,降尘效果非常明显,同时,气液两相混合发泡降尘成本较低,约占总投入的1.8%-2.2%,经济性明显,具有广阔的实用推广性。

泡沫降尘技术在掘进工作面的研究与应用

通过研究掘进工作面产尘机理及粉尘产生过程,比较泡沫降尘技术较其他常规降尘手段所具有的优势,设计了泡沫降尘的工艺流程以及系统的安装工艺。泡沫降尘技术在新安煤矿掘进工作面的现场应用测试数据显示,泡沫对全尘的降尘效率达到84.43%,对呼吸性粉尘的降尘效率为68.85%,分别是水雾除尘的2.11倍和1.72倍,降尘效果显著。

掘进面产尘机理及粉尘迁移规律的研究分析

通过深入剖析掘进面的产尘规律,借助于CFD数值模拟,对巷道粉尘产生与扩散规律进行了全尺寸模拟,全面获取了粉尘的横向与纵向迁移规律。由于"附壁效应",巷道壁面明显低于中轴线上的粉尘浓度,但距离迎头越远,"附壁效应"越弱,断面粉尘浓度分布越均匀,约距离迎头35m处,巷道粉尘浓度分布基本趋于一致;同时,由于涡流效应的存在,粉尘的纵向迁移变为了横向迁移,在掘进头附近形成了面积为1m×3m和0.8m×1.5m的粉尘积聚区,严重威胁了掘进司机的健康安全。

泡沫降尘技术在枣庄滨湖煤矿的实验研究

降尘泡沫作为一种新兴的除尘工艺,具有优良的润湿性、覆盖性和黏附性,泡沫与粉尘之间存在的各种效应之间相辅相成,强化了泡沫降尘效率;设计的泡沫降尘工艺,利用井下已有的高压水和压缩风流为动力,通过添加器添加发泡剂,经与发泡器产生高性能泡沫,最后经喷头喷洒至掘进面,进行降尘。通过滨湖煤矿掘进面的现场测试,得出了采用泡沫降尘技术,降尘效率高可达80%,降尘后能见度在6m以上,降尘效果非常明显。

玻璃幕墙建筑的火灾特性

为分析幕墙建筑的火灾危险性,借助FDS模拟软件,建立全尺寸双层玻璃幕墙建筑模型,并对低楼层火灾特性进行数值模拟。结果表明:发生火灾时,双层幕墙间温度近似"V"字型分布;随着幕墙间距的增加,幕墙侧面高温点增多,玻璃随机炸裂的危险性急剧增大;随着时间的增加,起火房间的高温点向幕墙转移;起火房间内的CO浓度较高,且高层房间的CO浓度高于低层房间。该结果为幕墙建筑火灾防范提供了理论依据。

泡沫降尘技术发泡效果实验

为提高泡沫降尘效果,搭建了泡沫除尘系统实验平台,深入分析了风压和气体流量对发泡倍数的影响。实验结果表明:风压对发泡倍数的影响很小;而气体流量与发泡倍数呈"抛物线"型的关系;在气压0.2 MPa、水压0.05 MPa、发泡剂体积分数0.5%、管路长10 m的条件下,达到最佳发泡倍数约为10～15倍,此时最佳气体流量为60～80 m3/h。该研究为泡沫降尘技术的应用提供了理论依据。

基于O_2和CO浓度综合划定采空区“三带”

采用束管监测方法,在采空区后溜子处布置探测点,测定指标气体,详细分析了大佛寺40106工作面采空区O2和CO的实际分布情况,指出了采用O2和CO浓度综合划定采空区"三带"的方法,并基于此提出了采用MIN～MAX优化的方式对采空区"三带"进行了划分,并推导计算出了工作面的极限推进速度,有效指导了大佛寺煤矿40106工作面的防灭火工作.

流体力学实验课程项目式教学模式与高阶思维能力培养

设计了以“学生为主体”的流体力学实验课程项目式教学模式,阐述了驱动学生全过程学习和研究的目标任务。在确定项目式教学路径的基础上,构建了课前、课中与课后的项目式课堂教学模式,建立了“高阶思维-个人能力”项目式教学效果评估模型。实践效果表明,学生在重要知识点与难点的理解、掌握和应用,问题的分析和求解,团队沟通交流,演绎推导与决策,总结与概括等方面取得了显著进步;在学习、实操、理论知识掌握、独立思考、独立解决问题等方面的高阶思维逐步得到培养与形成。98.6%的学生在教学效果反馈中给了满分,期末考试均分提升了20.3%,充分说明项目式教学模式是符合当代大学生的学习需求及个人能力发展需要的。

高校消防工程专业教育培养体系研究

为突破高校消防工程教育体系建设上的不足,提出基于成果导向的消防工程专业教育培养体系。首先,逆向设计培养方案、教学内容和方式方法,将消防工程专业课程层次体系聚焦于消防规范、防控、灭火、评估4大层面;然后,强化消防工程创新创业教育,构建以消防工程本科生全程全员导师制为创新启始点,以创新训练项目为科研载体的全链条创新培养体系,激发学生的创新思维及创新能力;最后,构建灾前感知—消防救灾—灾后处置3大核心模块,针对性建立以5大消防系统为中心的专业实验室,呈现真实的火灾响应救灾场景,承接消防工程专业课程试验、设计和部分实习实践功能。结果表明:建立的成果导向消防工程专业教育培养体系,明确了专业教育的培养逻辑,注重层次化渐进式培养,强调对消防热点领域的探索引导,理清了专业实验室体系结构关联性及对实践教育的支撑作用,可以为消防救援队伍人才培养和消防学科的未来发展提供一定的参考。

浅埋深综放工作面采空区自燃危险区域判定

根据安家岭一号井工矿4106工作面的实际情况,采用现场实测与数值模拟相结合的方法对该浅埋深综放工作面采空区自燃危险区域进行了研究,以采空区松散煤体气流微循环非线性渗流模型、采空区松散煤体温度分布数学模型和采空区松散煤体内氧气迁移模型为基础,建立了基于FLUENT的采空区氧浓度分布三维数学模型,模拟结果与现场实测数据基本吻合,为准确划定浅埋深综放工作面采空区自燃危险区域提供了新的技术手段。最后,根据采空区自燃危险区域范围确定了上隅角预埋管灌注三相泡沫与下隅角预埋管注氮气交替实施的防灭火工艺,实施效果良好。

基于CFD数值模拟分析综掘工作面粉尘迁移规律研究

针对目前综掘工作面产尘量大、空间狭小、粉尘浓度高、降尘难度大的问题,基于CFD离散相解算模拟技术,通过建立全尺寸掘进面巷道模型,对比研究在压入式通风条件下割上部与下部煤(岩)时,粉尘在掘进巷道的纵向与横向运移规律。掘进头模拟结果显示,在掘进头风流场中有两处涡流区域,一处位于掘进机前、中部,一处位于掘进机右侧后部。涡流的卷吸作用会导致这两处有明显的粉尘聚集,非常靠近掘进司机的位置,影响范围分别近似为1m×3m与0.8m×1.5m的矩形区域,最高浓度约为500mg/m3。同时还研究了通风量对风流场涡流区域粉尘聚集区域的影响,对比发现增大通风量可有效减小粉尘聚集区域的浓度。

综掘机泡沫降尘技术研究及其应用

通过深入分析综掘面产尘机理,采用泡沫降尘新技术,合理设计泡沫降尘工艺,有效降低了综掘面粉尘浓度,净化了作业环境,测试结果表明:使用泡沫降尘后,掘进机司机侧全尘浓度由原来的1103mg/m3降低为308.8mg/m3,呼吸性粉尘由原来的596mg/m3降低为149mg/m3,降尘效率分别为72.4%和75.2%,与外喷雾相比,分别是其降尘效率的2.52倍和3.08倍,降尘效果非常明显,同时,泡沫降尘成本较低,约占巷道掘进总成本的1.8%～2.2%。

黄磷燃烧特性的试验研究

研究了不同试验条件下,黄磷的燃烧速率、火焰高度、温度、热辐射通量等特性,并对采集的试验数据进行整理。结果表明:黄磷燃烧速率与容器面积正相关,面积越大,燃烧速率越大;黄磷燃烧的火焰脉动现象很明显,不同的试验条件,脉动程度存在差异,并对此给出了理论阐述;黄磷燃烧时90%以上的热量以对流的形式向外传递,热辐射只占很小一部分。

采空区上覆岩层破坏高度的预测

煤矿开采后采空区上覆岩层由上而下依次形成垮落带、裂缝带和弯曲下沉带。采用井下钻孔的方法对大佛寺煤矿采空区上覆岩层现场观测,得出了垮落带和裂缝带的发育高度,并理论推算出了其发展规律的二次预测模型。预测结果表明:从距回风巷10m的位置处起,垮落带开始发育,其最大高度距煤层顶板约为0～1.3m,裂缝带最大高度距离煤层顶板27.6m,该模型的获取为大佛寺40106工作面煤的自燃防治及高抽巷瓦斯抽放提供了重要的理论依据。

氧化煤复燃过程自燃倾向性特征规律

煤自燃是矿井安全生产中的主要灾害之一,火区启封时的氧化煤复燃问题尤其需要重视。为揭示不同氧化程度煤复燃特性,研究分析氧化煤指标性气体产生规律,并对特征官能团进行吸光度定性分析和峰面积定量分析。结果表明氧化煤自燃倾向性判定指数为I_(ym)<I_(80℃yh)<I40_(℃yh)<I_(120℃yh)<I_(160℃yh)<I_(200℃yh)(ym代表原煤,yh代表氧化煤),原煤中还原性官能团多于氧化煤,含氧官能团少于氧化煤,低温氧化析出指标性气体速率大于氧化煤,氧化煤较原煤与氧结合能力减弱,煤自燃倾向性降低,80℃氧化10 h后的煤气体析出速率较其他温度更接近原煤,还原性官能团亦接近原煤,煤自燃倾向性更高,更易复燃。基于以上研究,确立了不同氧化程度煤复燃规律。

高倍阻化泡沫治理大空间巷道煤自燃火区工程实践

结合煤矿泡沫灭火的现场条件,研制了新型螺旋射流式泡沫发生装置,通过分析矿井大空间巷道煤自燃火区形成过程及特点,提出了泡沫灭火钻孔实施方案及高倍泡沫灌注工艺,确定了泡沫发生系统运行最佳工况。大空间巷道火区高倍泡沫灭火实践表明,高倍阻化泡沫灌注后,火区温度降至14.0℃左右,CO浓度降至0.001%以下,大流量高倍泡沫的成功实施确保了启封过程的安全,一定程度上丰富和发展了我国煤矿火灾防治理论与技术体系。

安全工程流体力学创新实践教学模式探究

流体力学是安全工程类本科专业的基础必修课。通过创新安全工程流体力学理论教学模式、融合学科专业知识及改革实践教学方法,提出了教学改革总体思路和方案,梳理了安全工程流体力学中的核心知识脉络体系;将看似孤立的基础理论三大方程穿插融合在一起,并延伸至安全工程专业中的流体力学知识点,使学生明确安全工程流体力学学什么、怎么学、如何用;丰富安全工程流体力学实践教学环节,鼓励学生自主组队开展探索性自做实验,拓宽实践教学形式及方法,引导学生开展针对性虚拟仿真模拟实验,提升学生创新能力。

凝胶泡沫对原煤自燃的阻化特性实验研究

为揭示凝胶泡沫对煤自燃的阻化特性,通过煤自燃标志性气体测定实验系统对比分析不同泡沫阻化剂处理的煤温升速率、标志性气体的产生发展规律,并采用同步热分析仪分析煤在热解过程中特征温度和热效应。结果表明,不同泡沫阻化剂阻化后的煤样,临界温度Trl、缓慢氧化温度Tml及燃尽温度Tme相比原煤呈现"滞后效应";凝胶泡沫处理煤样起始放热温度由29.77℃提高到89.61℃,最大释热功率由50.15 mW/mg降到37.11 mW/mg;水基、泥浆、凝胶泡沫处理煤样阻化率分别为2.54%、5.28%、10.1%,凝胶泡沫阻化处理煤样的温升速率与CO、C2H4析出速率始终小于泥浆和水基阻化处理的煤样,凝胶泡沫阻化性能相较水基和泥浆效果更好。

《工业防火与防爆》课程体系优化建设与实践

工业防火与防爆是本科安全工程、消防工程的核心专业课,课程开设对推动本科安全教育发展和安全工程专业人才培养有重要意义。本文针对课程教学过程中存在的体系性不强,知识点重复性高,教材知识更新慢,知识点涵盖不全,师生互动性差,实践教学效果较差的不足,提出了课程教学改革与优化的思路。首先对课程体系进行优化,构建新的"基础理论—基本方法—预防控制"课程体系,优选有针对性、典型性、客观性和互动性的案例进行互动式案例教学,加深学生对重要知识点的理解,建立创新实验教学体系,发挥学生的自主性和创新性,创建多样化课程设计,提高学生的实践和团队协作能力。

火场典型灾变特征虚拟仿真实验设计

火灾严重威胁着国家社会安定和人民健康安全,该文旨在设计并建立火场灾变虚拟仿真实验平台,以重现其灾变演化进程及人员安全疏散行为。为此,提出了虚拟仿真建设思路和设计方案,明确了纵向火风压驱动灾变蔓延核心要义,建立了火灾时空推演和安全疏散两大虚拟仿真核心模块,阐明了火灾蔓延的典型涡旋卷吸、高位延伸和贴壁流动特征,确定了火场致灾区域范围、临界阈值和合理风险规避方法。通过内容丰富的虚拟仿真实验,强化了对火场灾变典型特征的认知度和直观感知性,显著提升了火灾虚拟实验教学效果。