蒙西侏罗纪煤差示扫描量热试验及动力学研究

通过差示量热扫描(DSC)试验,测定出蒙西地区侏罗纪煤自燃氧化过程的吸、放热量。按煤样吸、放热规律,把蒙西地区侏罗纪煤样DSC曲线划分为3个不同的典型阶段;分析了不同升温速率下的DSC曲线,并对蒙西地区侏罗纪煤样进行了动力学分析,在Kissinger方法的基础上,计算得出了蒙西地区侏罗纪煤在低温氧化过程中的表观活化能。确定蒙西侏罗纪煤样氧化自燃过程中的特征及动力学参数。

天然气高压输送管道微量泄漏TDLAS检测技术理论研究

天然气输送管网规模随着城镇化进程加快而急剧扩大,高压管道气体微量泄漏的威胁日益严重,传统检测方法不能实现连续地精确检测。利用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)检测技术可以实现对微量泄漏的甲烷等气体进行快速、精确地检测。介绍了TDLAS技术的检测原理和压力管道的泄漏物理模型。选择CH4在1 653.7 nm处的吸收谱线为研究对象,结合已有的数据与参数,分析了光谱吸收率和可探测浓度下限随温度、压强的变化特征,以及激光扫描步长对测量精度的影响。结果表明,TDLAS技术应用于高压管道微量泄漏的实时检测是可行的。测量得到的气体浓度符合检测标准,可作为相关检测的基准值谱。

FLACS在受限空间可燃气体爆炸传播研究中的应用

天然气爆炸严重危害社会稳定和市民的生命财产安全,管道内天然气爆炸特性的研究对企业的安全生产和社会稳定具有重要意义。本文基于受限空间可燃气体爆炸传播的特点和机理,系统介绍专业爆炸分析数值模拟软件FLACS的功能,并探讨其在球状、管状、罐状空间内可燃气体爆炸事故中的应用,总结FLACS软件的优势和发展前景,为天然气产业安全与发展提供了理论支持。

中尺度管道内瓦斯爆燃压力火焰传播特性初步研究

以华北科技学院瓦斯爆炸实验室为实验平台,自行研制了一套火焰信号采集系统,对瓦斯爆燃过程中的前驱冲击波和火焰传播特性进行了研究。在相同的初始条件下分别进行了破膜和固壁反射两种工况下的压力火焰传播特性实验。结果表明:爆炸激波管反射端不同的边界约束,较弱的膜片(类似于泄爆膜片)和固壁(强约束)对冲击波和火焰的反射作用效果不同,根据超压大小,可判断膜片泄爆可更好地减小冲击波峰值和持续时间。火焰面宽度和速度有不可重复性特征,说明了中尺度管道爆燃火焰呈现了湍流不稳定性,也验证了DDT过程是非定常的。

王家岭煤矿工作面上隅角瓦斯治理的技术研究

通过实验参数测试和现场观测,分析了王家岭煤矿瓦斯赋存和涌出特点:煤层瓦斯含量低,煤层透气性差,瓦斯释放时间长。结合王家岭煤矿开拓开采方法和巷道布置特点,确认矿井回采工作面上隅角瓦斯超限是由于采用"U"型通风系统,上隅角存在回流区,采空区积累大量瓦斯。根据理论分析和现场观测,提出了用"U套U"型通风系统代替"U"型通风系统的处理措施,取得了良好效果。

低渗透率煤层采煤工作面上隅角瓦斯治理方法研究

根据低渗透率煤层瓦斯涌出特点以及采煤工作面上隅角瓦斯涌出的分布特点,以现场实测的方法对王家岭煤矿20102采煤工作面、上隅角瓦斯浓度进行分析,得出此矿实际上隅角瓦斯分布特征和主要瓦斯来源。并针对此工作面上隅角瓦斯超限采取了一系列技术措施和管理措施,进而加强瓦斯测控和保证设备的有效性。结果表明:工作面上隅角瓦斯浓度一直在0.4%以下,为矿井安全生产提供了基础保证。

瓦斯爆炸电火源点火特征的实验研究

本文以华北科技学院瓦斯爆炸实验室为平台,自行研制了一套点火器系统,对瓦斯爆炸点火特征进行了研究。用示波器法测定了在不同充电电压和电极间隙下的点火能量,分析了充电电压和电极间隙对点火能量的影响效应。结果表明:充电电压越大,点火能量越高;电极间隙有一个最佳值,在最佳间隙下的点火能量最低,超过最佳间隙,点火能量会随着电极间隙的增大而增大。

基于光纤测温系统的矿井采空区“三带”研究

针对束管测温系统存在的不足,利用光纤传感技术的优势,将光纤分布式测温系统应用于煤矿采空区,以便及时监测采空区内温度变化,准确预报采空区自然发火前期表象,将自然发火抑制在早期阶段。通过理论分析、试验测试和现场工程实践,表明光纤测温系统可以对高温点进行连续监测和定位,使定位精度误差控制在士1 m。同时,对监测数据进行分析,划分采空区"三带"范围,符合矿井实际情况,为煤矿井下安全生产提供依据,对认识煤矿灾害形成机理和重大灾害的预测预报技术的发展有很大的促进作用。

巷道内不同形状障碍物对瓦斯爆炸传播影响的数值模拟研究

矿井下巷道由于开采需要布置了掘进、开采和运输设备等障碍物,文章基于FLACS软件对井下巷道无障碍物、球形障碍物、圆柱形障碍物、方形障碍物等四种常见的障碍物分布情况进行数值模拟,研究不同形状障碍物对瓦斯爆炸传播影响的规律。通过研究发现障碍物能对矿井下瓦斯爆炸传播起到一定的激励作用,不同形状的障碍物激励效应不同,通过爆炸压力峰值影响程度、火焰阵面拉伸程度、火焰传播速度三个表征参数对四种形状障碍物产生的不同激励效应进行描述,正方形障碍物对爆炸压力峰值影响最大,圆柱形障碍物对火焰阵面拉伸程度影响最为严重,在火焰绕过障碍物后传播速度上升最快的是球形障碍物。不同形状障碍物产生的不同激励效应有关结论的提出对降低井下瓦斯爆炸严重程度具有重要意义。

污泥热干化过程中挥发性有机物的排放特征研究

以北京高碑店污水处理厂污泥为调查对象,用热脱附气相色谱法测定污泥热干化过程中恶臭挥发性有机物的排放特性,选定以苯系物等作为挥发性有机物的表征物质。同时研究了干化温度和含水率等因素对挥发性有机物释放量的影响。结果表明,干化温度低于140℃时挥发性有机物的释放量随干化温度的升高而增大,干化温度高于140℃时,挥发性有机物的释放量随干化温度的升高而减小,其中以苯和甲苯的释放量表现最为显著。在80~160℃的干化温度范围内,污泥的七种挥发性有机物释放总量在0.0889~1.8833mg/m^3之间。污泥含水率低于25%时,挥发性有机物的释放量开始缓慢增加,当干化含水率接近于零时,挥发性有机物的释放量呈现突增趋势。测得其它挥发性有机物:三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、二甲二硫的浓度很低。

化工企业职业危害控制效果评价实例研究

为了识别与分析某化工企业多孔硝酸铵技术改造项目的职业危害因素,并进行职业危害控制效果评价,按照职业卫生规范要求,对某化工企业多孔硝酸铵技术改造项目进行调查和检测,评价职业危害控制效果。结果表明,该改造项目存在的职业危害因素为粉尘、化学毒物(NH3、NO、NO2、Cl)、噪声等。粉尘质量浓度测试点都符合国家职业接触限值要求;化学毒物测试点都符合国家职业接触限值要求;噪声强度总合格率为87.5%。该项目属于职业危害严重项目,其职业危害控制效果符合国家有关法律、法规和标准的要求。

基于模糊数学法的煤与瓦斯突出危险性预测

本文利用模糊数学的方法,结合突出机理普遍接受的综合假说,选取潞安集团李村煤矿3#煤层影响突出的敏感指标,构建三角形隶属度函数,采用层次分析法确定敏感因素的权重系数,建立权重集,得出危险评估,计算评价结果。结果表明,李村煤矿3#煤层无煤与瓦斯突出危险性,验证该方法可为矿井防突提供依据。

蒙西侏罗纪煤低温氧化红外官能团分析

侏罗纪煤成煤时代较新,变质时间较短,与其他时期煤相比,其内在微观分子结构也存在区别。为了弄清楚侏罗纪煤原始煤样及低温氧化至200摄氏度后官能团特性及其变化规律,采集内蒙古西部地区侏罗纪煤层煤样4组作为实验对象,使用Nioclet i S5型傅里叶变换红外光谱仪,采用溴化钾压片法,分别对侏罗纪原始煤样及低温氧化至200摄氏度煤样进行红外官能团实验,并得到对应红外光谱图。实验结果表明侏罗纪煤样在低温氧化过程中(氧化至200摄氏度),羟基对煤氧复合作用有较大影响;脂肪烃是对试样煤样氧化过程中影响较大的官能团之一;含氧官能团参与了实验煤样低温氧化过程,但其影响作用较小;芳香烃对实验煤样低温氧化过程无明显影响。

地电场监测在预防祁东煤矿7130工作面顶板突水中的应用

水源为"四含"的顶板水是祁东煤矿7130工作面安全生产的最大危险源。煤矿开采会形成顶板岩层破裂带,其电性会发生显著的变化,通过监测电阻、激励电流和自然电位的的变化,发现其与顶板出水水量和老塘水涌水量之间存在一定的对应关系。通过祁东煤矿地电场监测试验表明,顶板水害是可以超前预测的,其中自然电位的超前预警量最高达25天,最低为5天,激励电流的超前预警量最高达26天,最低为2天。这种预测方法对其他受顶板水害威胁的煤矿预防顶板水害具有借鉴作用。

基于LS-DYNA的金属射流侵彻煤层仿真模拟

采用动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA,对射孔弹的爆轰压垮药型罩形成射流过程和射流侵彻煤层过程进行了模拟计算。爆轰材料采用JWL模型;侵彻过程材料破坏采用JohnsonCook屈服应力准则。选择合适参数的药型罩对煤体进行侵彻模拟,侵彻煤层的厚度约为1.2m,为射孔弹在低透气性煤层中应用,增加瓦斯抽采半径提供了理论依据。

深煤层物性临界转换深度数值模拟

在深煤层煤层气开采过程中,物性参数的变化规律是影响煤层气开发技术措施的重要因素,而我国大部分煤层气井物性参数的变化规律较复杂。为此,采用BP神经网络方法对各类物性参数的临界转换深度进行了数值模拟,建立了深煤层临界深度的预测模型,界定不同地区、不同参数条件下的深煤层物性临界转换深度,供相关应用研究参考。

基于WINDOWS的矿井通风网络解算软件的研制

针对现有矿井通风网络解算软件存在的不足,本文使用MATLAB和Visua1C++做为开发工具开发了基于Windows操作系统的矿井通风网络解算软件。采用引入回路重选策略的斯考德一恒斯雷解算算法,使得在通风网络模型上进行的风网解算速度加快。该软件采用通风网络参数解算与通风系统图形相结合方式,对王家岭煤矿通风系统进行网络解算,为王家岭煤矿通风系统优化提供依据。