基于主成分分析法的松软煤体煤尘润湿特性研究

矿井煤层产尘与煤体坚硬程度密切相关,而深部含瓦斯煤体往往呈现松软煤层的特征,为了研究松软煤层煤体润湿性的影响因素,以对粉化松软煤体产尘进行治理,以衡量煤样润湿性强弱和评价粉尘灾害的重要指标接触角为主线,从淮北煤田7个突出矿井选取了7种松软程度不同的煤样进行煤-水接触角测定,通过工业分析、煤与瓦斯基础参数测定、孔隙结构测定和红外光谱定量分析试验,采用主成分分析法系统探讨了松软煤体煤尘的润湿特性和主要控制因素。研究结果表明:松软煤体的润湿性主要取决于煤的灰分、水分、孔容、比表面积、坚固性系数、羟基含量,且影响程度依次减弱;其中灰分、水分、孔容、比表面积、羟基含量与接触角成负相关,是煤的亲水因素,而坚固性系数与接触角呈正相关,是煤的疏水因素;煤体强度越低,煤体越松软,煤-水接触角越小,煤的表面润湿性越好;通过主成分多元回归分析方法的结果得出灰分与煤-水接触角的相关程度最高,是煤表面润湿性的主控因素;瓦斯在煤层赋存过程中影响煤体的强度,瓦斯的吸附、放散作用促进原生裂纹的开裂和新生裂纹的产生,导致煤体物理化学性质的改变,间接影响了煤的润湿性。

建筑高度对大空间温度场的影响

进行两组全尺寸大空间燃烧试验,验证数值模拟设计火的合理性。采用FDS模拟在火源功率恒定、建筑高度不同、建筑面积不同的火灾场景中,分析建筑高度对顶棚温度场的影响。结果发现,火源正上方顶棚处温度在建筑高度增加到9m后受高度的影响明显变小;火源中心线附近处的水平温度梯度变化非常明显,且随建筑高度的增加,变化梯度减小;距火源中心线较远处的温度变化梯度受建筑高度和面积的影响都非常有限。

火源高度对小室烟气温度场的影响研究

通过不同高度小功率火源的6组试验,结合同工况的FDS模拟,将试验、数值模拟和Heskestad理论模型计算结果对比发现:理论模型的轴线温度计算结果远高于实际值,但在顶棚发生射流处,能够准确预测温度;FDS得到的火焰高度有一定误差,且受辐射影响较大;顶棚射流烟气可以根据温度的衰减梯度划分为3个区域:稳定区、骤变区和渐变区。