氧浓度与风量对煤热物性参数影响的实验研究

为了研究氧浓度与风量对煤自燃过程传热特性的影响,采用激光导热分析仪,研究了不同氧浓度与风量条件下煤的热扩散系数、比热容与导热系数变化特征,发现煤样的热扩散系数随温度的升高总体呈下降趋势,而比热容表现为线性增加,导热系数随着温度的升高呈缓慢的非线性增长特征;纯氧条件下煤的热扩散系数略高于空气气氛,比热容则低于空气气氛,综合效应表现为氧浓度对煤升温过程中导热系数无明显影响;而供风量的增加明显降低了煤样的热扩散系数与比热容,综合表现为导热系数的降低。结果表明:氧浓度对煤氧化升温过程传热特性影响较小,而风量对实验煤样导热系数的变化具有显著影响,是煤自燃传热过程研究应考虑的重要因素。

基于SEM的矿井煤自燃危险性综合评价研究

为确定多因素耦合对煤自燃危险性的影响程度,结合系统工程原理构建煤自燃危险性影响因素的结构方程模型,并基于该模型对煤自燃危险性进行综合评价。通过文献研究,综合煤自燃事故的特点,基于系统工程理论,确定影响煤自燃的危险性因素,建立评价煤自燃危险性的指标体系,构建结构方程模型,确定了各指标的权重,并根据指标体系对宁夏某矿井煤自燃危险性进行综合评价。评价结果和煤矿实际煤自燃危险性程度相一致,说明该模型可以用于矿井煤自燃危险性的综合评价。

基于官能团演化特性的煤氧化动力学研究

为了深入研究煤自燃微观结构的动力学特征,利用同步热分析和原位傅里叶变换红外光谱技术测试顾北烟煤氧化过程中重量与官能团随温度的变化规律。通过Achar微分法与Coast-Redfern积分法相结合对官能团进行动力学计算,并采用Bagchi法推断了最概然机理函数。结果表明:煤氧升温过程呈阶段性变化规律,分为低温失重阶段、吸氧增重阶段、慢化学反应阶段、燃烧阶段和燃尽阶段。煤结构中主要官能团—OH,C O,—CH 2,C—H与C C键在各阶段体现出不同氧化特性,在低温失重阶段—OH,—CH 2与C—H键参与反应所需要的活化能与遵循动力学模型不同,而C O与C C键结构稳定不易参与反应,从吸氧增重阶段至燃烧阶段,官能团逐渐被激活与氧气发生反应,燃尽阶段官能团基本耗尽。官能团动力学计算结果揭示了煤自燃是各类官能团遵循不同的动力学模型逐步活化的过程。

U+L型通风条件下采空区煤自燃危险区域研究

U+L型工作面采空区漏风治理一直以来是矿井火灾防治的重要课题之一,为研究这一问题,采用绝热氧化升温试验、现场监测以及数值模拟的方法,在测定煤自燃极限特征参数的基础上,以陕西杭来湾煤矿实际为例对采空区"三带"区域分布规律进行研究,进而揭示采空区煤自燃特征及危险区域分布规律。研究发现:该采空区煤体自燃的下限氧浓度为12.9%;U+L型通风方式对于采空区"三带"区域划分有着较为严重的影响,进风侧采空区由于辅运巷漏风影响,会出现煤自燃"三带"范围的波动;数值模拟能够更加直观的体现煤自燃危险区域的分布特征。研究结果对于同类工作面的矿井火灾防治具有一定的指导和借鉴意义。

粒径对煤低温氧化阶段表观活化能影响试验研究

为探究不同粒径对煤自燃表观活化能的影响,对青龙煤矿三个煤层的不同粒径煤样进行程序升温试验,分析其耗氧速率、CO和C2H4产生规律,得到不同煤样的临界温度点和干裂温度点,并据此将煤低温氧化过程分为3个阶段。通过建立的基于耗氧速率的阿伦尼乌斯公式对试验数据进行处理,得出各煤样不同阶段的表观活化能和指前因子。结果表明:处于相同变化阶段的煤样表观活化能随粒径的增大而增大;对相同粒径煤样而言,若S1阶段的指前因子变化较小,其表观活化能随反应的进行而增大,若S1阶段的指前因子变化较大,则其S1阶段表观活化能大于S2阶段。5~7mm粒径作为临界粒径,其S1、S2阶段表观活化能相较大于其他粒径。混合粒径煤样各阶段的表观活化能较小。对比各组煤样的表观活化能可知,在相同的情况下,18#煤层发生自燃的难度相对较大,16#煤层次之,17#煤层难度相对较小。

松散煤体内CO_2渗流规律试验

利用液态CO_2进行煤矿火灾防治,具有显著的惰化降温效果,而松散煤体内CO_2的渗流是分析其传质传热过程的基础。为分析承压状态下CO_2气体的物性参数特征以及松散煤体内渗流规律,采用松散煤体渗透系数测定装置,对不同粒径、压注压力和孔隙率下CO_2气体的渗透特性进行了试验。结果表明:松散煤体中的CO_2渗流存在明显的非线性渗流特征,符合非达西理论;孔隙率小的煤样压力梯度大于孔隙率大的煤样,颗粒间的空隙是渗流的主要通道;相比于孔隙率和压力,煤体粒度是影响渗流特征关键因素,煤体粒径越小,CO_2在松散煤体中渗流越困难;压注压力越大,CO_2密度和动力粘度越大,导致CO_2在煤体中渗透率增大,而非达西因子减小,因此对CO_2在松散煤体中的渗流影响不大。通过数据拟合,CO_2的渗透率和非达西因子与孔隙率、粒径成幂指数关系,并得到了基于粒度和孔隙率下用于描述松散煤体内CO_2气体渗流的一般理论方程。

煤矿井下封闭采空区内细菌影响CO消失的实验研究

为了揭示煤矿井下封闭采空区内细菌对CO消失的影响机理,自主研发了细菌对CO消失影响规律的实验装置,通过对比实验,分析了空气灭菌前后、煤样灭菌前后以及灭菌水分等条件下密闭空间内煤样中CO、CO_2气体变化规律。实验结果表明细菌的存在会对CO的消失起到一定的作用,研究结果及思路可对封闭采空区进行精准预判提供参考依据。

房采采空区下工作面煤自燃预防技术研究与应用

为了确保王才伙盘煤矿2201工作面在上覆大面积房采区以及回风巷外侧邻近房采区情况下的安全推采,结合生产现场实际情况,对2201工作面开采过程中2-2上煤层上覆房采区和2-2煤层相邻房采区的煤自燃危险性进行了分析,并得出了其主要的漏风通道和区域。结果表明,房采区与工作面之间存在的漏风通道主要是顶板垮落后与房采区形成的复合采空区,具有一定煤自燃危险性。为此,分别从煤自燃指标气体监测、采空区注浆、注氮、堵漏风防治技术等方面提出了有针对性的煤自燃防治技术,有效抑制和预防了房采老空区的煤自燃现象,保证2201工作面的安全推采。

生成模型在蛋白质序列设计中的应用

蛋白质是一切生命体的物质基础,是生命活动的主要承担者,参与各种生理功能的调节。设计具有特定功能的蛋白质在蛋白质工程、生物医药、材料科学等领域具有重要意义。蛋白质序列设计的目标是设计能够折叠成期望结构并具有相应功能的氨基酸序列,是所有理性蛋白质工程的核心问题,具有极其重要的研究和应用潜力。随着蛋白质序列数据的指数型增长和深度学习技术的快速发展,生成模型越来越多地被应用于蛋白质序列设计。本文简要介绍了蛋白质序列设计的重要意义和主要方法,概述了应用于蛋白质序列设计的主要生成模型,介绍了近年来生成模型在蛋白质序列表示、生成和优化方面的最新研究和应用现状,并对未来的发展方向进行讨论与展望。