超细气溶胶颗粒在典型综采工作面采空区扩散规律研究

为了研究超细气溶胶颗粒在地下受限空间的防灭火潜力,通过CFD数值模拟手段研究了粒径为1~20μm的5种超细气溶胶颗粒在典型综采工作面采空区内部的运移扩散规律。结果表明:颗粒粒径与颗粒最大有效扩散距离及最大停滞时间呈负相关关系,1μm粒径颗粒的最大扩散范围和最大停滞时间最佳,分别为210.48m和2212106s,超细颗粒注入位置对颗粒在采空区内部的运移扩散有显著影响,进风隅角的涡流中心对其有着两面性的影响;超细颗粒的注入压力与扩散范围呈正相关关系,与颗粒的停滞时间呈负相关关系,注入压力为2.25MPa时颗粒注入效果最好,其颗粒在采空区内最大停滞时间为3429449s,最大有效扩散范围为198.32m;采空区空隙率与超细颗粒的扩散范围呈正相关关系,空隙率为0.2时,最大扩散范围最小为49.99m,空隙率为0.4时,最大扩散范围最大为119.88m。研究结果可为矿井火灾防治提供理论参考。

I-AO超细颗粒气溶胶抑制低阶煤自燃特性试验研究

针对煤的自燃灾害问题,使用含碘无机盐(NaI和KI)与抗氧化剂N-苯基-1-萘胺合成一种抑制煤自燃的高效超细复合气溶胶颗粒。通过同步热分析(TG-DTG-DSC)和红外光谱分析煤样自燃特性的变化以及官能团的分布和数量,利用扫描电镜测试观察煤样低温氧化时的表面孔隙结构变化。试验结果表明,同时经碘盐和抗氧化剂处理的煤样活化能在水分蒸发、热解和燃烧三个阶段分别平均提高了7.22%、11.14%、47.77%。此外,—OH基团的数量平均减少了27.89%,含氧官能团主要包括碳氧键(Ar—O—C)、羧基(—COOH)和C═O键的数量平均下降了40.62%。这些结果表明,含碘无机盐与抗氧化剂结合形成的复合超细颗粒气溶胶对褐煤的燃烧全过程都具有显著的抑制作用。研究结果表明碘盐抗氧化剂超细颗粒气溶胶在防治采空区煤自燃领域具有良好的潜力。