煤自燃程序升温实验及其在实验教学中的应用

该文利用程序升温实验系统,对三种氧气浓度(20.9%、10%和7%)所代表的采空区散热带、氧化带、窒息带进行了煤样自燃发火实验,采集了不同温度阶段的气体产物,分析了温度及氧气浓度对气体产物浓度的影响,并对指标气体进行了详细分类和评估。实验结果表明:交叉点温度CPT随着氧气浓度的升高而降低,干空气的交叉点温度为144.6℃,由经验关系计算得到的CPT值与实验数据相差仅6.08%;氧气浓度越高,临界温度越低,所产生的气体浓度越高;CO气体在不同的含氧环境下都是主要的氧化产物,可作为判断煤自燃发火的主要指标,C_(2)H_(4)和C_(3)H_(6)的产生表示煤体进入加速氧化状态,可作为判断煤自燃发火的辅助指标。

浅谈仪表板铣刀弱化技术及应用

叙述了仪表板铣刀弱化技术的技术原理、设备构成、技术优缺点、工艺参数以及技术的应用发展,以期为日后新车型开发工作提供参考。

矿用凝胶泡沫防灭火材料的研究

为了解决综放采空区、巷道高冒区等地点煤炭自燃治理的难题，研制出煤矿用防灭火材料———凝胶泡沫。采用Waring-Blender法，筛选出用量少、发泡倍数高的发泡剂，并进行两两复配，用改性烷基糖苷APG与十二烷基磺酸钠SAS按4∶1的质量比配制复合发泡剂，当其质量分数为0.5％~0.9％时，发泡体积达950 mL以上。合成了用量少、泡沫稳定时间长的稳泡剂，其在常温下的破泡半衰期可达1080 min以上。阻化实验表明，凝胶泡沫阻化率为63.88％，能有效减缓煤的氧化放热速率，对CO在自燃过程中的释放起到较好的抑制作用。

孔庄煤矿胶带巷火灾预警与控制系统设计

为了防止胶带巷火灾对煤矿生产系统和工人生命安全造成影响,针对孔庄煤矿胶带巷的现状,进行了胶带巷火灾预警与控制系统的设计,使CO、烟雾传感器能够及时地监测到灾变,并通过控制自动风门有效地控制巷道内风流流动,防止灾情蔓延,同时报警器提醒人员及时撤离,为下一步抢险救灾工作提供有利条件。最后,通过胶带巷的火灾事故抢险救援演练,验证了矿井胶带巷火灾预警与控制系统的有效性和可靠性。

大采深厚煤层综放采场导水裂缝带数值模拟研究

巨野井田龙固煤矿被巨厚松散层覆盖,具有埋藏深度大、开采煤层厚等特点,导水裂缝带发育高度高,威胁矿井的高效生产。结合工作面实际,综合采用FLAC和UDEC数值模拟软件得到导水裂缝带发育高度,以减少数值模拟中人为赋值误差影响;结合研发的多段封堵同步测漏系统对模拟结果进行了检验,并进行了误差分析与讨论。

《矿井通风与安全》课程思政教学改革探索

落实课程思政教学改革是学校培养高素质人才的重要举措。本文根据《矿井通风与安全》课程思政的特点,按照教学基本要求,建设具有思政元素的课程资源,将职业素养、创新精神、科学精神、合作意识与积极的人生态度巧妙融入课程中,创新性地提出了一种以课程融思政为主题的课程教学模式,并对课程思政教学评估方法进行了改善,为培养高素质人才奠定思想基础。

电动方程式赛车的制动能量回收系统设计

为了提高东南大学FSE(Formula Student Electric大学生电动方程式汽车大赛)赛车的制动能量回收效率,研究采用基于回馈功率最大的制动控制策略和协调式制动的制动力分配方案,通过Labview编写控制程序,并对实际赛车电气系统(包括永磁同步电机、驱动器、电池)进行测试,基于Simulink进行仿真验证,调试出良好的制动性能,实现了长距离行驶状态下25.3%的能量回收效率。

工作面停采期间瓦斯与煤自燃融合治理技术研究

针对梁宝寺煤矿3308工作面过断层停采期间存在的瓦斯与煤自燃复合灾害,分析了导致工作面瓦斯浓度升高及煤自燃征兆的原因。建立了高位钻孔抽放瓦斯及防灭火一体化技术、隅角堵漏控氧技术、采空区注氮防灭火技术为基础的融合治理技术体系,结合工作面的实际情况,分别确定了相应的技术参数。通过现场应用,消除了工作面瓦斯与火复合灾害隐患,取得了良好的治理效果,对类似矿井和工作面具有重要的指导作用。

浅谈仪表板阴模真空成型制造工艺

汽车仪表板作为汽车重要零部件之一,除了在功能性上对安全气囊有极为严格的性能要求,而且仪表板作为高感知区域面向客户,造型及手感也变的更加重要。先对仪表板的大体结构组成和现今流行的制造工艺进行介绍,接着着重讨论仪表板阴模真空成型制造工艺及模具设计与制造的流程及要点。

深井自然风压变化规律及重点影响区域研究

为保障深水平矿井自然风压的有效控制和利用,采用现场实测与模拟的方法,以梁宝寺二号井为例,对深井自然风压变化规律进行研究,同时采用定性与定量分析相结合的方法对自然风压重点影响区域进行判定。研究表明:深水平矿井自然风压全年变化规律形如正弦曲线,且与机械通风作用方向相同,夏季达到最小值,冬季达到最大值;1 d中自然风压值变化不大,对通风系统产生的影响也较小;在自然风压作用的分支风路中,机械动力消耗较小的分支对自然风压的敏感度高,风流稳定性差,自然风压重点影响区域主要分布在以主副井、风井为中心的邻近区域。

基于能量平衡模型的煤与瓦斯突出影响因素的灵敏度分析

针对煤与瓦斯突出机制尚不明确、影响因素复杂的问题,在对煤与瓦斯突出的阶段特征和能量耗散规律分析的基础上,考虑到煤岩体应力场分布和突出孔洞特征,建立煤与瓦斯突出三维结构模型,并基于该模型引入围岩弹性潜能,并根据突出后煤体的堆积状态和断裂表面能,计算得出移动功和破碎功,从而构建突出能量条件模型和突出强度预测模型,并结合突出案例进行验证。同时在突出能量条件模型基础上,采用Morris筛选法对突出影响因素的灵敏度进行分析。研究结果表明:瓦斯内能是瓦斯突出的最主要能量来源,在突出过程中起主导作用,突出能量条件模型和强度预测模型的分析结果与实际突出案例偏差较小,可作为突出灾害的预测和分析依据;中梁山矿和化处矿的突出案例中,对于突出强度、瓦斯涌出量和突出能量,吨煤瓦斯含量为主导因素,灵敏度最大,其次是瓦斯扩散系数、瓦斯压力和孔隙率,而岩石的相关参数的灵敏度接近0。

急倾斜特厚煤层开采相似材料模拟试验研究

为了探究坚硬顶板急倾斜特厚煤层在未强制放顶条件下，采用水平分段放顶煤方式开采时围岩的运动和裂隙发育规律，采用相似材料模拟的方法进行了研究。通过低强度正交配比试验，确定煤层配比为水泥∶砂子∶水∶活性炭∶煤=6∶6∶7∶1.1∶79.9，所制煤层密度为0.913 g/cm3，单轴抗压强度为0.076 MPa，符合相似理论的要求和现场实际情况。相似材料模拟试验结果表明：工作面开采2～3个水平后上覆岩层才会发生大面积的整体垮落；在埋深较浅的水平，上覆岩层垮落前形成整体结构协调运动，在埋藏较深的水平，顶板在各个水平发生较小程度的垮落，相邻水平之间能够形成铰接结构；进入深部开采水平后，各水平开采后顶板随之发生破坏并垮落；顶板离层及裂隙发育规律与顶板运移和垮落规律有较强的一致性；开采水平底板煤层接近岩石底板一侧的应力卸压程度要高于接近岩石顶板的一侧，开采层下部煤层显著卸压深度约为15 m。

不同煤种润湿性影响因素分析

实验选用8种典型煤种的煤样,6种常用表面活性剂,通过接触角实验、煤质分析,研究了不同类型表面活性剂以及煤种的元素组成对煤润湿性影响。结果表明,表面活性剂对煤润湿性影响受煤尘的液-固表面张力、溶液的气-液表面张力2方面影响,煤质对煤润湿性影响是多方面的,通过对工业分析、元素分析得到表征煤尘的润湿性公式。

真三维应力下煤岩水力润湿范围动态监测试验系统研制

为了研究深部煤层复杂应力环境下煤岩的力学特性与渗流润湿规律,自主研制真三维应力下煤岩水力润湿范围动态监测试验系统,其主要由应力加载系统、液压伺服系统、数据采集与控制系统、声发射监测系统等组成。该系统的创新性及先进性如下:(1)开展煤岩不同地应力、不同流体压力、不同采动应力、不同温度等多场耦合条件下的试验研究;(2)进行不同地应力、不同流体压力、不同温度条件下煤岩的水力压裂试验,研究煤岩裂纹起裂位置及裂隙扩展等的变化情况;(3)开展不同地应力及采动应力下多孔介质水、气等多相流体各向异性渗流试验,深入研究试样的各向异性对渗流效果产生的影响;(4)进行不同地应力及采动应力条件下多孔介质液相流体的润湿试验研究,并结合声波测试分析液相流体在不同流体压力下的动态润湿范围及润湿过程;(5)全密封设计,在注水管前端安装球形声发射探头,压头上安装声波传感器接收球形声发射探头发射的激励信号,试样用可拆卸压头单独固定并密封,保证声发射系统正常工作下试样的整体密封。通过一系列试验对该系统的准确性和可靠性进行验证,结果表明试验系统准确可靠。该系统为多场多相耦合条件下煤岩水力压裂、渗流、润湿全过程的规律研究及变化机制提供新手段。

CO_(2)注入下煤层气产出及储层渗透率演化规律

为研究CO_(2)注入对煤层气(CBM)抽采及储层渗透率演变的影响,建立了考虑气体流动、竞争吸附、温度变化以及煤体变形的热-流-固耦合模型,通过对CBM和CO_(2)注入强化煤层气开采(CO_(2)-ECBM)过程的模拟,分析了煤层气产出及储层渗透率演变规律,提出了定量表征各参数影响程度的评价方法。结果表明CO_(2)注入3 600 d后煤层气累积产量(4.6×10^(4) m^(3))约为CBM抽采的5.75倍。CBM抽采过程中储层渗透率呈“降低-增加”趋势,其变化主要因CH解吸影响,相对影响系数约为0.57。其次因体积应变和孔隙压力影响,相对影响系数分别为0.2和0.23;CO_(2)-ECBM过程中储层渗透率呈“轻微增加-降低-显著增加-降低”趋势,其变化主要因CO_(2)吸附影响,相对影响系数为0.4,孔隙压力对渗透率的影响极小,其相对影响系数仅为0.02。

煤矿矸石山自燃火区判定技术

在结点红外测温基础上应用改进谢别德插值法,并借助计算机软件对矸石山地表温度进行计算分析,得出地表高温区域分布;以煤矸石自燃标志性气体浓度为指标,利用多参数气体检测仪对地表高浓度区域进行判定;最后采用"先疏后密"的方式施工探测钻孔,逐步锁定矸石山内部火区,从而形成一套完善的矸石山自燃火区判定技术并应用于山西盂县玉泉煤矿。

基于CT和超声波技术联合分析的注水煤岩监测参数规律研究

为揭示实验室煤岩注水过程中监测的主导低压注水的结构参数与水体运移距离、超声波监测参数之间的关系,提出一种基于CT重构联合超声波换能器阵列监测的研究方法。通过CT扫描重构得到煤岩孔裂隙结构和矿物分布特征参数,采用超声波换能器阵列监测水体运移范围提取监测路径超声波参数,并构建主导低压注水的煤岩结构参数-水体运移距离-超声波参数之间的关系方程,为矿井声法探测煤层注水范围奠定基础。研究结果表明:主导低压注水的煤岩孔隙比、矿物比均与波速呈线性负相关;煤岩内部裂隙界面声阻抗不匹配消耗的超声波能量值比裂隙内介质转换(由空气转为水)而增加的超声波能量消耗值大,且注水前后孔隙比对超声波参数的影响程度比矿物比大,注水后超声波参数变化主要是孔裂隙内介质变化和声学阻抗匹配程度变化共同作用的结果;并非连通孔隙含量越高监测结果受到的干扰越大,而是监测路径内连通裂隙面截断监测路径时监测结果受到的干扰较大,当监测路径连通孔隙含量低时,所含的唯一连通裂隙面截断了超声波传播路径,也会造成监测数据离群;孔隙比、矿物比的大小对于水体运移距离计算结果精度影响较大,当孔隙比、矿物比较小时,计算结果与实验结果差值增大,最大误差为0.94 cm。

煤体微观结构及瓦斯吸附特性实验与教学应用

研究煤微观结构与其吸附瓦斯特性对瓦斯抽采和灾害防治具有重要意义。该文首先利用扫描电镜和能谱仪实验设备对煤样的微观形貌和元素分布进行了观测,之后用高温高压吸附仪开展了不同压力的煤粒等温瓦斯吸附实验,分析了煤样瓦斯吸附量随时间的变化特性,并对瓦斯吸附/解吸经验公式进行了验证。实验结果发现:煤样表面存在大量孔隙、煤基质以及矿物质;煤样不同位置的元素分布各异,大都以碳氧元素为主;不同压力下瓦斯吸附量随时间先快速增加后缓慢增加直至趋于稳定,稳定条件下的瓦斯吸附量与压力成线性增加关系;实验数据与经验公式的拟合效果较好,侧面证明了经验公式的正确性,其中常数A和B与吸附压力成正比。学生对该实验的满意度在95%以上。