煤矿火区密闭过程自燃诱发瓦斯爆炸的规律研究

为了研究煤矿火区安全封闭技术,进行了火区封闭过程诱发瓦斯爆炸的规律研究。对火区封闭过程中的自燃诱发爆炸的数学物理模型进行了分析,主要涉及巷道流场模型、采空区自燃模型、采空区瓦斯运移模型、瓦斯爆炸模型。以黑龙江鹤岗矿业集团兴安矿综采工作面停采封闭火区期间发生爆炸事故为原型,对火区封闭过程诱发瓦斯爆炸进行研究。得出,火区封闭过程中的风速下降,会引发巷道或采空区瓦斯积聚现象,高温火源存在的情况下易引发瓦斯爆炸事故。瓦斯积聚区与高温区存在较大的距离时,积聚瓦斯运移到高温区域引发爆炸;瓦斯积聚区与高温区距离非常近时,高温烟气逆向运移到瓦斯积聚区引发瓦斯爆炸;采空区自燃火势如果加强,也有可能引发采空区瓦斯爆炸。为了保证自燃火区密闭过程安全性,密闭期间应加强通风,增加进回风密闭间的风压,保持进回风密闭构筑的同步性。

松散体内气体渗流规律在煤巷周边瓦斯分布研究中的应用

通过现有巷道围岩支承压力分布规律,结合松散破碎介质中的气体渗流规律及达西定律为基础的渗流规律,构建了煤壁瓦斯渗流的物理、数学模型。推导出煤巷瓦斯渗流控制方程式,通过Matlab软件提供的数值方法编程解算方程,得到不同排放时间煤巷瓦斯赋存规律变化曲线,为现场工作面瓦斯地质图的绘制提供了必要的铺垫。

乏风瓦斯蓄热氧化利用的技术经济分析

介绍了乏风瓦斯氧化的原理和氧化方式研究现状,对乏风瓦斯氧化后热能利用的技术性进行了探讨,并以采用蒸汽余热发电方式为例,对乏风瓦斯氧化及热能利用的经济性进行了具体分析。

煤矿区低浓度煤层气含氧液化工艺技术研究

介绍了国内外低浓度煤层气含氧液化技术的研究现状,论述了煤矿区低浓度煤层气含氧液化工艺技术方案、安全保障措施等,对处理能力为4800 m3/d的低浓度煤层气含氧液化中试装置进行了性能考核,其工艺技术指标全面达到预期目标。

瓦斯爆炸引起支护木材起火的分析和判定

为了研究木材的支护煤层发生瓦斯爆炸后引起次生火灾的危险性,进行了瓦斯爆炸情形下支护木材次生火灾的发生机理的分析和研究。对包括不同初始浓度和体积的瓦斯爆炸火焰波的特性、爆炸后爆源临近区域的动态热环境进行了分析和研究。基于对爆炸后热环境的分析,应用快速热裂解仪开展了支护木材的快速热裂解实验,实验选取温度处于592～1 313 K,热作用持续时间分别为1,2,5,10 s。结合燃烧学基础理论,分别从可燃物、燃烧浓度极限、最低助燃氧浓度、感应期4个方面对瓦斯爆炸热环境下支护木材的起火可能性进行了分析和判定。得出,如果木材支护的煤层发生初始瓦斯浓度处于5.0%～9.25%之间的某个体积的瓦斯爆炸,则在爆炸后距爆源一定距离范围内就构成了引发支护木材着火的必要条件,就有瓦斯爆炸引起了支护木材次生火灾的可能。

平沟煤矿16号煤层瓦斯地质规律分析

运用层序地层学和地质构造演化理论,对平沟井田太原组和山西组煤系地层进行层序划分,并研究了平沟井田所在的桌子山煤田卡布其-骆驼山矿区地质构造演化及分布特征。在此基础上,结合现场测定16号煤层瓦斯含量及瓦斯压力等大量瓦斯参数,分析了矿井瓦斯地质规律、煤层瓦斯赋存规律,确定16号煤层瓦斯主控因素煤层埋深和底板标高,并建立瓦斯压力预测模型。

金属纤维材料燃烧阻火的试验研究

煤矿开采过程中抽采出的大量浓度为5%～16%的瓦斯气体,很难使用常规方法进行燃烧利用,长期以来排空不仅造成能源浪费,且加剧了温室效应,开发适用于爆燃浓度瓦斯的燃烧器已成为迫在眉睫的问题。金属纤维织物和金属纤维烧结毡因孔隙直径远小于瓦斯气体的熄火距离使火焰无法穿透,是爆燃浓度瓦斯燃烧器的理想选择材质。通过试验的方法研究了这两种金属纤维材料的材质、层数、气体流量等因素对金属纤维材料阻火性能的影响。

近距离上保护层工作面瓦斯涌出治理实践

为实现近距离上保护层5121(5)工作面安全高效回采,基于其薄煤层地应力主导型突出危险的特点,分析了工作面本煤层及邻近层瓦斯涌出情况,设计了5121(5)工作面沿空留巷Y型下行通风方式,研究了该条件下近距离上保护层工作面回采瓦斯运移规律,提出了顶(底)板穿层钻孔抽采、地面钻孔抽采、尾抽巷抽采等多种瓦斯抽采方式,考察了5121(5)工作面回采瓦斯抽排效果及瓦斯涌出积聚状况。结果表明:保护层工作面回采过程瓦斯体积分数低于0.6%,被保护层卸压瓦斯预抽率达70.1%,针对薄煤层地应力主导型突出危险采煤工作面应用下行通风技术是可行的,结合合理的卸压瓦斯抽排方法能够满足近距离上保护层工作面回采要求。

褐煤在高温快速热裂解条件下析出产物的实验研究

通过瓦斯爆炸情形下褐煤的快速热裂解实验,研究了褐煤煤层发生煤矿瓦斯爆炸后褐煤发生次生火灾的机理。基于对褐煤的工业分析和元素分析,应用能够满足瓦斯爆炸特征的居里点快速热裂解仪,对褐煤进行了热作用持续时间分别为1,2,5,10s,热作用温度588～1 313K的快速热裂解实验。对析出气体的最低助燃氧浓度和燃烧浓度极限进行了分析。瓦斯爆炸情形下褐煤热裂解会产生包括CH4,C2H4,C2H6,C2H2,C3H6,C3H8,C4～C5系列,CO,CO2在内的气体,以及焦炭、焦油。除焦炭产量随温度和时间呈减少趋势外,所有气体和焦油的产量均随温度的升高和热作用时间的延长而增加。析出气体中CH4,CO,CO2的比例较大,其余烯烃类气体比例很小。析出的混合气体在一定条件下会发生火灾。

煤矿石门揭煤剖面图计算机辅助成图技术研究

讨论了石门揭煤剖面图在计算机辅助成图过程中的绘制流程,着重讨论了剖面图绘制中有关图形绘制和空间平面方程计算的数学方法,借助ArcEngine地理信息系统开发平台予以实现。有了计算机辅助成图技术,可省去制图人员大量的空间计算和绘图操作,只需输入必须的数据,即可编制一张实用的石门揭煤剖面图。

基于小波理论对瓦斯监控数据的滤噪处理

通过瓦斯涌出动态特征的分析对瓦斯突出进行危险性预测的技术已日渐成熟。但是由于井下大量的可变因素及人为因素使瓦斯监控数据不能真实的反应井下工作面瓦斯涌出状况,为瓦斯涌出动态特征的分析带来很大影响。为了尽可能的消除井下不确定因素对瓦斯监控数据的影响,需要在系统分析处理之前对监控数据进行虑噪、还原处理。本文利用瓦斯涌出预警系统采用目前在滤噪领域使用较为广泛的小波理论对原始数据进行过滤处理。经过处理后数据与井下实际情况更加接近,涌出特征更加明显,大大提高了系统在瓦斯量及瓦斯波动方面的指标分析准确度。

低浓度煤层气含氧液化冷箱的研制

针对低浓度煤层气含氧液化中试装置,采用混合冷剂制冷循环为冷箱提供冷量,利用铝制板翅式换热器作为冷箱内部的主换热器,在此基础上分析了液化冷箱内部低浓度煤层气含氧液化的工作原理,并介绍了液化冷箱的安全保障措施。

一种高精度气体混合系统及混气方法

介绍了一种高精度气体混合系统,该混气系统由缓冲气罐、配气系统和水箱等组成。配气系统通过控制配气罐内水位的升降来实现可燃气体和O2的不间断混气—排气过程,还能根据可燃气体组分的变化调节配风量,满足最佳混合比的要求,实现气体充分燃烧和高精度快速均匀混合及无害处理的目的。

ESD系统在低浓度煤层气含氧液化装置中的应用

低浓度煤层气含氧液化项目属于易燃、易爆、高度危险、连续生产的化工项目,为了确保煤层气液化装置的平稳、安全运行,设置了DCS/ESD两套系统。主要介绍了ESD系统在本项目中的设计与实现过程。

煤吸氧量测定过程中的影响因素分析

煤吸氧量是判断煤自燃倾向性的重要指标。在测定煤样吸氧量的过程中,发现多种操作因素对煤吸氧量有重要影响,从而影响煤样自燃倾向性等级鉴定。通过对4组煤样进行测定分析,得出样品的粒径、样品在标准管内的放置位置、样品的预处理时间等因素,都对煤的吸氧量有影响,提出合理的措施以准确地测定煤的物理吸氧量,进而准确鉴定煤的自燃倾向性。

地面钻井剪切变形破坏的时空规律分析

为有效预防地面瓦斯抽采钻井的剪切变形破坏,建立了基于采场上覆岩层层面剪切滑移效应的采场任意点地面钻井剪切变形破坏模型,并对套管变形随回采工作面推进的空间分布和时间变化规律进行了分析,同时运用3DEC数值模拟软件对模型进行模拟分析并与现场工程实例进行了对比验证。指出地面抽采钻井应优先布置在采场中部区域以减小剪切变形,模型描述的规律对地面钻井的施工布井和钻井防护具有较强的工程指导意义。

金属纤维燃烧器在低浓度煤层气利用中的应用进展

对低浓度煤层气能源化利用技术进行了综述。介绍了提纯技术和催化燃烧技术,重点探讨了金属纤维燃烧器燃烧技术在低浓度煤层气利用中的可行性,并对其应用前景进行了展望。提出在低浓度煤层气利用领域还需对金属纤维燃烧器燃烧和排放机理、燃烧稳定性以及装置的可靠性方面进行系统的研究。

DCS控制系统在低浓度煤层气深冷液化工艺中的应用

分析了低浓度煤层气深冷液化各个工艺过程的功能和控制要求,并在此基础上进行4 800 m3/d低浓度煤层气深冷液化中试装置的DCS控制系统的方案设计、硬件选型和软件组态设计。

基于模糊—灰色理论的煤层突出危险性综合评价方法

在分析现有的鉴定指标使用情况、临界值和局限性的基础上,根据不同矿区影响煤层突出危险性因素的多样性和差异性,探讨了利用模糊—灰色理论对影响煤层突出危险性进行评价的方法,对煤层埋深、瓦斯压力、煤的吸附常数、瓦斯放散初速度及煤的挥发分等主要指标进行重要性排序,并通过层次分析法对各因素进行分析,最终确定不同指标因素的权重。根据贵州省南山煤矿5号煤层的实测参数对其进行了综合评价,为煤层突出危险性判定提供了新的途径和依据。

一种基于单片机的矿用隔爆电动阀门控制器的研制

介绍了一种基于单片机的矿用隔爆电动阀门控制器的系统设计,描述了系统的工作原理及功能,给出了系统的结构、硬件组成和软件设计情况。