区域瓦斯综合治理工艺研究——以宝雨山矿为例

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作者 王政锦 韦欢文 李攀 《企业技术开发》 2012年第8期4-6,共3页

在煤矿开采过程中,宝雨山矿不断进行着瓦斯防治方面的研究与实践,为区域瓦斯治理工作的开展积累了宝贵经验。近年来,随着矿井的开采,瓦斯涌出量不断增加,该矿针对通风系统进行优化,实施瓦斯抽采,建立瓦斯监控系统,重点强调矿井安全管理... 在煤矿开采过程中,宝雨山矿不断进行着瓦斯防治方面的研究与实践,为区域瓦斯治理工作的开展积累了宝贵经验。近年来,随着矿井的开采,瓦斯涌出量不断增加,该矿针对通风系统进行优化,实施瓦斯抽采,建立瓦斯监控系统,重点强调矿井安全管理模式的转变,实现矿井安全生产和快速发展。 展开更多

关键词 区域瓦斯治理 通风系统优化 瓦斯抽放 瓦斯监控系统

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Y型通风采煤工作面瓦斯爆炸传播规律模拟研究

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作者 刘佳佳 张扬 +1 位作者 张翔 聂子硕 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期180-192,共13页

针对Y型通风采煤工作面的瓦斯爆炸传播规律,利用Fluent模拟软件,结合余吾煤矿N2105工作面实际情况开展了数值模拟研究。结果表明:模拟结果与前人的实验结果之间的最大相对误差为11.3%,最小相对误差仅为1.7%,验证了数学模型的可靠性;确... 针对Y型通风采煤工作面的瓦斯爆炸传播规律,利用Fluent模拟软件,结合余吾煤矿N2105工作面实际情况开展了数值模拟研究。结果表明:模拟结果与前人的实验结果之间的最大相对误差为11.3%,最小相对误差仅为1.7%,验证了数学模型的可靠性;确定了瓦斯爆炸数值模拟最合理的关键参数网格尺寸、迭代步长和点火温度分别为0.4 m、0.10 ms和1800 K;进风顺槽、胶带顺槽、回风巷道和工作面的瓦斯爆炸超压峰值与爆源之间的距离符合指数函数关系,到达超压峰值所需时间与爆源之间的距离符合线性函数关系;距巷道分叉口7.5 m处,工作面超压衰减率为41.03%,胶带顺槽超压衰减率为25.99%,发生爆炸时胶带顺槽内更危险;工作面分叉处湍流区由右侧逐渐向左侧移动,且巷道分叉处超压峰值会增大;回风巷道火焰消散时间最短,胶带顺槽火焰消散时间次之,工作面火焰消散时间最长;胶带顺槽和回风巷道火焰消散方向与瓦斯爆炸初期火焰传播方向相反,工作面火焰消散方向与瓦斯爆炸初期火焰传播方向一致。 展开更多

关键词 Y型通风 采煤工作面 瓦斯爆炸 超压峰值 火焰传播

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安顺煤矿瓦斯治理技术研究

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作者 周霏 《煤》 2016年第2期19-22,25,共5页

通过对安顺煤矿9102工作面防突技术的研究,采用地下抽采技术布置并利用突出敏感指标(钻孔瓦斯涌出初速度q、钻屑量S、钻屑量解吸指标K1值(或Δh2)等)进行消突验证,得到常规的瓦斯治理井下抽采和突出敏感指标相结合的瓦斯治理新思路,对... 通过对安顺煤矿9102工作面防突技术的研究,采用地下抽采技术布置并利用突出敏感指标(钻孔瓦斯涌出初速度q、钻屑量S、钻屑量解吸指标K1值(或Δh2)等)进行消突验证,得到常规的瓦斯治理井下抽采和突出敏感指标相结合的瓦斯治理新思路,对同类矿井瓦斯治理具有借鉴意义。 展开更多

关键词 瓦斯治理 突出敏感指标 采煤工作面 掘进工作面 钻孔布置

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氮气幕对瓦斯爆炸进行阻爆实验 被引量：8

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作者 路长 王鸿波 +2 位作者 张运鹏 朱寒 余明高 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期3056-3064,共9页

为阻断瓦斯爆炸在管道方向上的传播,保护管道后方区域,本文采用氮气幕来进行阻爆,所设计的实验装置在爆炸发生后能自动喷出氮气。主要研究了氮气的喷气压力和喷气时刻对阻爆功能的影响。结果表明,在喷气压力为0.1MPa时,氮气幕仅起到抑... 为阻断瓦斯爆炸在管道方向上的传播,保护管道后方区域,本文采用氮气幕来进行阻爆,所设计的实验装置在爆炸发生后能自动喷出氮气。主要研究了氮气的喷气压力和喷气时刻对阻爆功能的影响。结果表明,在喷气压力为0.1MPa时,氮气幕仅起到抑制作用,爆炸火焰能穿过整个实验管道。在喷气压力为0.2MPa时,仅部分实验能够阻爆,氮气幕产生不稳定的阻爆效果。在喷气压力为0.3MPa时,阻爆位置均稳定在左喷头和右喷头之间区域,氮气幕产生稳定地阻爆效果。喷气压力超过0.4MPa后,阻爆位置稳定在右喷头附近。在较低氮气压力0.2MPa下,喷气时刻对阻爆效果产生显著影响。随着喷气时刻延迟,氮气喷出量减小,氮气幕由不稳定阻爆变为不阻爆。喷气时刻延迟到198ms后,氮气幕便丧失阻爆功能。在喷气压力超过0.3MPa后,氮气幕阻爆效果便不受喷气时刻的影响,喷气压力对能否阻爆起决定作用。 展开更多

关键词 甲烷 爆炸 安全 氮气幕 阻爆 喷气时刻

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非刀具破岩理论与技术研究进展与趋势

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作者 魏建平 蔡玉波 +4 位作者 刘勇 余大炀 黄逸 李兴 高梦雅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期801-832,共32页

随着我国深地战略的逐步实施,深部资源开采和地下空间建设迎来新的机遇,但也面临诸多挑战,高地应力、高地温和坚硬岩体等极端地质条件层出不穷。岩石破碎技术是所有资源开采和地下空间建设的主要工程活动,是决定施工工艺和工程效率的主... 随着我国深地战略的逐步实施,深部资源开采和地下空间建设迎来新的机遇,但也面临诸多挑战,高地应力、高地温和坚硬岩体等极端地质条件层出不穷。岩石破碎技术是所有资源开采和地下空间建设的主要工程活动,是决定施工工艺和工程效率的主要因素。在极端地质条件下,以刀具为基础的岩石破碎技术由于刀具磨损快、岩石破碎效率低,已成为遏制深地战略顺利实施的关键技术瓶颈,为解决深地岩石高效破碎难题,保障深地战略的顺利实施,迫切需求革命性的岩石破碎技术。无刀具破岩技术作为刀具破岩技术的重要补充,是突破刀具破岩技术瓶颈的可行性思路。为此,将无刀具破岩技术归纳为冲击破岩、热应力破岩和冲蚀磨损破岩3类技术体系,系统分析了水射流、激光和磨料空气射流等16种岩石破碎技术,总结了每种技术的发展历史和技术原理,分析了其破岩优势和技术瓶颈。得出,目前非刀具破岩技术没有在资源开采和地下空间建设中广泛应用的主要原因为破岩能耗高、适用较差和技术装备复杂等。相比刀具破岩,非刀具破岩技术破岩能量利用率较低,水射流破岩比能耗为刀具的40~70倍。微波、激光和等离子体等技术对施工环境要求较高,无法适用于钻井、隧道掘进等受限和恶劣环境。为解决极端地质条件岩石破碎难题,提出多种非刀具破岩技术协同破岩的思路,充分发挥每一种非刀具破岩的技术优势,构建了以射流切缝卸除高地应力、粒子冲击体积破碎坚硬岩体的破岩理念,最大限度降低岩石破碎能耗,简化系统装备,为岩石破碎技术向非刀具化发展提供理论支撑。 展开更多

关键词 岩石破碎 非刀具破岩 刀具破岩 硬岩破碎 深地空间

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围压条件下粒子冲击破岩裂隙扩展机理研究

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作者 刘勇 李兴 +2 位作者 郭鑫辉 魏建平 宋大钊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1-10,33,共11页

为揭示粒子冲击下围压对岩石裂隙形成及扩展机制的影响,开展了粒子冲击破岩试验和微纳米工业CT(compnted tomography)扫描试验,明确了围压对粒子冲击作用下岩石裂隙扩展特征的影响;并对不同围压条件下的粒子冲击进行数值模拟,分析了岩... 为揭示粒子冲击下围压对岩石裂隙形成及扩展机制的影响,开展了粒子冲击破岩试验和微纳米工业CT(compnted tomography)扫描试验,明确了围压对粒子冲击作用下岩石裂隙扩展特征的影响;并对不同围压条件下的粒子冲击进行数值模拟,分析了岩石的应力场和裂隙场演化过程,揭示了围压影响裂隙扩展的内在机制。结果表明,粒子冲击岩石后,在岩石内部形成破碎区和晶间主裂隙扩展区。压应力导致形成的剪切应力和拉应力是破碎区形成的主要原因,而晶间主裂隙扩展区形成的主要原因是切向衍生拉应力。围压使岩石颗粒间产生预应力,导致切向衍生拉应力需克服颗粒之间的初始压应力才能形成张拉裂隙;围压的增大导致岩石颗粒间剪切裂隙比例和摩擦效应提升,产生相同裂隙数目消耗能量增大,抑制了晶间主裂隙扩展区和破碎区的形成,破碎效果降低。 展开更多

关键词 水射流 粒子射流 冲击破岩 辅助破岩 硬岩掘进

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磨料属性影响高压磨料气体射流破岩效果的理论及实验研究 被引量：8

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作者 刘勇 张涛 +1 位作者 魏建平 梁博臣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1335-1342,共8页

为明确磨料粒径、密度和速度对磨料气体射流冲蚀率的综合影响规律,采用数值计算方法分析了磨料粒径、磨料密度、气体压力与磨料速度的耦合关系,确定了磨料速度的计算方程;在此基础上,基于弹塑性压痕断裂理论,建立了考虑时间因素的磨料... 为明确磨料粒径、密度和速度对磨料气体射流冲蚀率的综合影响规律,采用数值计算方法分析了磨料粒径、磨料密度、气体压力与磨料速度的耦合关系,确定了磨料速度的计算方程;在此基础上,基于弹塑性压痕断裂理论,建立了考虑时间因素的磨料射流冲蚀磨损率的理论计算模型,并利用高压磨料气体射流破岩实验结果对其进行了修正。研究结果表明,在固定气体压力条件下,冲蚀率随磨料粒径、密度的增加先增加后减小;粒径相较于密度对冲蚀率影响更为显著;在气体压力为20 MPa时,常用的磨料种类和粒径中80目石榴石为最优磨料;修正的磨料气体射流冲蚀理论模型数学形式简单,综合考虑了磨料的能量转化效率和磨料的破碎对冲蚀率的影响,与实验结果具有较好的一致性。 展开更多

关键词 磨料气体射流 破岩 冲蚀率 磨料属性

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氮气喷出对管道瓦斯爆炸的阻爆研究 被引量：9

8

作者 路长 张运鹏 +3 位作者 朱寒 王鸿波 路昊昕 潘荣锟 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期11-21,共11页

为探究喷出氮气对瓦斯爆炸火焰传播的抑制能力,设置三种氮气喷头布置方式来进行阻爆实验,采用的氮气喷出压力有0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 MPa,爆炸开始后喷射氮气,爆炸结束后氮气立刻关闭。结果表明,单喷头距泄压口20 cm时,各压力下喷出... 为探究喷出氮气对瓦斯爆炸火焰传播的抑制能力,设置三种氮气喷头布置方式来进行阻爆实验,采用的氮气喷出压力有0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 MPa,爆炸开始后喷射氮气,爆炸结束后氮气立刻关闭。结果表明,单喷头距泄压口20 cm时,各压力下喷出的氮气都未能阻爆,但火焰在整个管道内的平均传播速度随氮气压力增大而减小;单喷头距泄压口35 cm时,喷气压力0.5 MPa下成功阻爆,其他喷气压力下未能阻爆;双喷头喷气时,喷气压力0.3、0.4、0.5 MPa情况下都能够阻爆,且喷气压力越大,火焰被阻止的位置越靠前。阻爆的实现,需要氮气在阻爆位置将管道截面上的预混气稀释到可燃极限以下,因而氮气量是影响稀释的重要参数。单喷头时,喷头距离泄压口远更易于实现阻爆。采用双喷头时,氮气区扩大,阻爆所需氮气压力、氮气总量比单喷头时都大为降低。 展开更多

关键词 甲烷 阻爆 氮气 喷头布置 火焰

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钻孔瓦斯压力恢复法求解煤层透气性系数 被引量：1

9

作者 雷文杰 雷建伟 +1 位作者 杨宏民 王兆丰 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期28-33,共6页

煤层透气性系数可以准确评估煤层瓦斯的可抽采性能,指导煤层增透改造工艺。借鉴油气试井中的压力恢复曲线相关方法求解煤层透气性系数,建立适应于煤矿井下钻孔瓦斯流动的理论模型。采用半对数直线段分析方法,利用双对数、半对数压力恢... 煤层透气性系数可以准确评估煤层瓦斯的可抽采性能,指导煤层增透改造工艺。借鉴油气试井中的压力恢复曲线相关方法求解煤层透气性系数,建立适应于煤矿井下钻孔瓦斯流动的理论模型。采用半对数直线段分析方法,利用双对数、半对数压力恢复特征曲线,合理确定压力恢复曲线中期直线段起始点位置,准确计算中期直线段的斜率大小,继而计算煤层透气性系数。通过现场实例验证,并和径向流量法计算结果对比,其相对误差为13%~36.6%,平均误差为24.62%,验证了压力恢复曲线求解煤层透气性系数方法的可行性。 展开更多

关键词 钻孔瓦斯压力 压力恢复法 半对数直线段分析法 径向流段 煤层透气性系数

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煤矿瓦斯爆炸发展规律及防治的综述及展望 被引量：2

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作者 陈硕 路长 +2 位作者 苏振国 孟琪 刘金刚 《火灾科学》 CAS 北大核心 2021年第2期63-79,共17页

针对瓦斯爆炸事故在矿井开采中的危害及防治,从爆炸发展规律和爆炸防治两大方面对国内外瓦斯爆炸研究状况进行了综合评述。国内外学者通过理论法、实验法、数值模拟法对瓦斯爆炸进行研究,瓦斯爆炸发展规律方面的研究涉及到瓦斯爆炸的机... 针对瓦斯爆炸事故在矿井开采中的危害及防治,从爆炸发展规律和爆炸防治两大方面对国内外瓦斯爆炸研究状况进行了综合评述。国内外学者通过理论法、实验法、数值模拟法对瓦斯爆炸进行研究,瓦斯爆炸发展规律方面的研究涉及到瓦斯爆炸的机理、瓦斯组分及浓度对爆炸发展规律的影响、爆炸发生的条件及危害、爆炸过程中的燃烧阶段变化及流体流动状态变化、爆炸特征参量随阶段变化的规律等。瓦斯爆炸防治方面的研究涉及到四种防治方法,分别是抑爆、阻爆、泄爆、隔爆,四种方法的研究内容有交叉重合部分且每种方法都有其优势和不足,不同方法组合的耦合效果优于其单独作用。最后,对瓦斯爆炸相关领域的未来研究进行了展望。 展开更多

关键词 瓦斯爆炸 爆炸规律 防治 爆炸压力 火焰传播速度

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低压超声速磨料空气射流喷嘴结构

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作者 刘勇 李志平 +3 位作者 魏建平 蔡玉波 余大炀 黄逸 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1704-1716,共13页

硬岩隧道掘进刀具磨损严重、换刀频繁是限制高效掘进的主要因素,低压磨料空气射流辅助刀具破岩是突破硬岩隧道掘进技术瓶颈的可行性思路,为实现辅助高横移速度刀具破岩,提出了矩形喷嘴。矩形喷嘴能有效提高磨料在移动方向集束性,进而减... 硬岩隧道掘进刀具磨损严重、换刀频繁是限制高效掘进的主要因素,低压磨料空气射流辅助刀具破岩是突破硬岩隧道掘进技术瓶颈的可行性思路,为实现辅助高横移速度刀具破岩,提出了矩形喷嘴。矩形喷嘴能有效提高磨料在移动方向集束性,进而减小切缝宽度,提高切缝深度。为明确矩形喷嘴对磨料加速及破岩的影响规律,采用加长扩张段长度和截面近似等效设计了圆形喷嘴及矩形喷嘴;然后基于数值方法确定了喷嘴扩张段长度对气体及磨料加速的影响,并对比分析了喷嘴不同断面形状对磨料加速和分布特征的影响。最后通过开展低压磨料空气射流冲蚀破碎花岗岩实验,研究了喷嘴结构和横移速度对冲蚀效果的影响,分析了不同断面形状喷嘴的切割效率,确定了适用辅助刀具破岩的最佳喷嘴结构。数值结果表明压力2 MPa时,加长扩张段长度,气固两相能量转化更充分,磨料加速更充分,但随着喷嘴扩张段持续加长,磨料速度提升不明显;相比圆形断面喷嘴,矩形断面喷嘴对磨料加速稍差,但仍能将磨料加速至300 m/s,且经矩形喷嘴加速的磨料在自由流域呈扁平矩形分布,有效提高了磨料在刀具横移方向的集束性。实验表明圆形喷嘴扩张段加长,岩石冲蚀深度不断增加,当扩张段长度为145 mm时,花岗岩冲蚀深度分别为23.90、20.23 mm,扩张段长度持续加长,岩石的冲蚀深度提高并不显著。当横移速度为0.02 m/s时,喷嘴C_(4)、R_(1)、R_(2)切割玄武岩深度分别为3.35、12.15、8.25 mm,花岗岩深度分别为5.2、14.9、11.5 mm;横移速度为0.30 m/s时,喷嘴C_(4)、R_(1)切割玄武岩深度分别为0.8、3.0 mm,花岗岩深度分别为1.0、3.6 mm。对比喷嘴C_(4),和数值模拟结果相同,矩形喷嘴能使磨料聚能、磨料利用充分,切割效率较优。且喷嘴R_(1)的切割效率最好,喷嘴结构最优。研究结论将为磨料空气射流辅助刀具破岩提供理论和技术支撑。 展开更多

关键词 磨料空气射流 喷嘴结构 硬岩掘进 磨料加速分布 切割效率

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自驱修孔钻头动力参数及钻齿结构研究

12

作者 刘勇 李阳 +3 位作者 魏建平 苑永旺 代硕 李林豫 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期179-189,共11页

自驱修孔钻头是修复失效长钻孔的有效技术手段,为进一步提高修孔速度和瓦斯抽采效果,本文基于射流反冲理论,分析了射流反冲力与喷嘴参数的关系,构建了自驱修孔钻头旋转力学理论模型。采用LS-DYNA开展不同结构钻齿破煤过程,分析了不同钻... 自驱修孔钻头是修复失效长钻孔的有效技术手段,为进一步提高修孔速度和瓦斯抽采效果,本文基于射流反冲理论,分析了射流反冲力与喷嘴参数的关系,构建了自驱修孔钻头旋转力学理论模型。采用LS-DYNA开展不同结构钻齿破煤过程,分析了不同钻进压力和扭矩作用下钻齿对煤体破坏形式和钻齿破煤体积变化规律,并开展了破煤实验验证数值模拟结果。形成了自驱修孔钻头参数确定方法,设计了自驱修孔钻头,并在郑煤集团超化煤矿22煤柱面底抽巷进行了工程实验。研究结果表明:(1)喷嘴张角α和偏心角β是决定钻进压力和扭矩分配的关键参数,通过调控张角和偏心角可实现钻进压力和扭矩的最优匹配。(2)相同钻进参数条件下,钻齿结构对破煤体积影响较大,阶梯钻齿破煤效果最优。在钻进压力为120N、扭矩0.6N·m时,阶梯型钻齿结构的修孔钻头能够实现钻进压力和扭矩最优匹配。(3)确定了最优修孔钻头结构参数为:钻头外径28 mm;后置喷嘴张角20°,偏心角90°;前置喷嘴张角90°,偏心角0°。(4)工程应用结果表明:瓦斯抽采纯量提高了1.96倍,瓦斯抽采体积分数提高了3.98倍,修孔速度提高了1.2倍。通过改进钻头动力参数及优化钻齿结构,设计的自驱修孔钻头在工程实践中达到了提高修孔速度和瓦斯抽采效果的目的。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 钻孔修复 钻进压力 钻齿结构 煤矿

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无烟煤分子模型构建及优化方法研究

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作者 温志辉 方智银 +2 位作者 赵延霞 王奇 毋新亮 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期94-100,共7页

为了认识煤的分子结构特征,采用元素分析、^(13)C-核磁共振、傅里叶变换红外光谱等测试方法构建无烟煤大分子模型。研究结果表明:大分子模型中芳香碳以C的2、3环结构为主,确定其模型分子式为C_(193)H_(138)N_(2)O_(7);结构和退火优化后... 为了认识煤的分子结构特征,采用元素分析、^(13)C-核磁共振、傅里叶变换红外光谱等测试方法构建无烟煤大分子模型。研究结果表明:大分子模型中芳香碳以C的2、3环结构为主,确定其模型分子式为C_(193)H_(138)N_(2)O_(7);结构和退火优化后,其分子模型越发紧凑,键角更加弯曲,添加周期边界条件后其体系能量迅速降低,这是由于价电子能中的键伸缩能和非成键能中的范德华能降低所导致的,通过密度模拟得到无烟煤大分子最优模型的密度为1.45 g/cm^(3)。研究结果可为构建煤大分子模型提供参考。 展开更多

关键词 无烟煤 ~(13)C-核磁共振 傅里叶变换红外光谱 分子模型 模型优化

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管道截面对氢气/空气预混爆炸影响的实验研究 被引量：4

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作者 路长 李毅 潘荣锟 《火灾科学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期68-74,共7页

为研究管道截面对氢气/空气预混火焰形状与传播速度的影响,选用三个长度都为1m而截面尺寸不同的方形管道进行实验。实验结果表明,在截面为80mm×80mm的管道中,四种氢气浓度下预混火焰都发展形成了郁金香火焰。火焰传播速度呈现上升... 为研究管道截面对氢气/空气预混火焰形状与传播速度的影响,选用三个长度都为1m而截面尺寸不同的方形管道进行实验。实验结果表明,在截面为80mm×80mm的管道中,四种氢气浓度下预混火焰都发展形成了郁金香火焰。火焰传播速度呈现上升,下降,再上升的波动。在截面为100mm×100mm和150mm×150mm的管道中,只有在氢气浓度20%下形成郁金香火焰,并且传播速度也出现上述的波动。而在氢气浓度25%,30%,40%下,预混火焰都呈指尖形传至管口,未出现郁金香火焰,传播速度都是不断上升。三个管道对比中,截面为100mm×100mm的管道内火焰平均传播速度最快,且压力波第一峰值最大。 展开更多

关键词 氢气 预混爆炸 截面 郁金香火焰 传播速度

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低碳醇改性无氟泡沫的性能分析与扑灭油池火的实验研究 被引量：2

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作者 贾海林 崔博 +3 位作者 陈南 杨永钦 王庆银 朱福敏 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期4235-4244,F0003,共11页

针对现有氟碳类泡沫灭火剂关键组分PFOS因国际环境公约出于环保和健康而限用,以及现有泡沫灭火剂还存在析液速度快而影响灭火能效等问题,在前人及团队探究无氟泡沫复配方案基础上,基于火灾化学理论与表面活性剂技术,遴选碳氢/有机硅表... 针对现有氟碳类泡沫灭火剂关键组分PFOS因国际环境公约出于环保和健康而限用,以及现有泡沫灭火剂还存在析液速度快而影响灭火能效等问题,在前人及团队探究无氟泡沫复配方案基础上,基于火灾化学理论与表面活性剂技术,遴选碳氢/有机硅表面活性剂(LS-99/SDS)为基剂,通过引入可改善气泡聚并的低碳醇(乙醇、正丙醇和异丁醇)调控泡沫的发泡倍数和25%析液时间等性能,开展含醇泡沫和无醇泡沫的灭火对比实验,考察低碳醇引入后的泡沫灭火能效。结果表明,引入适量浓度低碳醇可显著影响LS-99/SDS复配体系的发泡倍数和25%析液时间。相比乙醇和正丙醇,当异丁醇质量分数为0.1%时,可有效延缓含醇泡沫的析液进程和降低析液速率。通过灭火过程的火焰温度测定,发现含醇泡沫作用下10 cm和20 cm高度处的火焰最大降温速率为20.1℃·s^(-1)和11.2℃·s^(-1),相较于无醇泡沫体系降温效果显著,降温增幅分别为39.58%和14.29%。含醇泡沫灭火剂相对于无醇泡沫灭火时间缩短了3.6 s,缩短幅度为37.5%。适量浓度的异丁醇引入到无氟泡沫体系中,可有效延缓泡沫析液进程,提高泡沫体系的发泡倍数及稳泡性能,为无氟泡沫的优化设计提供了一条新路径。建立了基于25%析液时间、平均析液速度、最大降温速率和灭火时间等综合指标的灭火效果考察方法,为泡沫灭火效能的实验室评价提供了参考依据。 展开更多

关键词 含醇无氟泡沫 25%析液时间 平均析液速度 降温速率 灭火时间

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基于相似理论的掘进巷道流场结构分析 被引量：9

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作者 姜婉 魏建平 徐向宇 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期142-148,共7页

为探究掘进巷道内的粉尘运移规律,依据相似理论,自主搭建掘进巷道相似试验平台,开展风速分布试验,并通过软件fluent模拟研究掘进巷道风流场的分区特征和回流区变化特征。结果表明：风流场特征表现为掘进工作面附近风速波动明显,后方风... 为探究掘进巷道内的粉尘运移规律,依据相似理论,自主搭建掘进巷道相似试验平台,开展风速分布试验,并通过软件fluent模拟研究掘进巷道风流场的分区特征和回流区变化特征。结果表明：风流场特征表现为掘进工作面附近风速波动明显,后方风速分布均匀;数值模拟分析进一步得出,回流区占巷道横截面的比例随着横截面与工作面距离的增加而增大,且存在3个增长停滞段,它们分别与工作面附近的2处涡流和巷道后方区域相对应;大断面巷道与相似模型的平均风速满足相似比,且试验数据与模拟结果基本吻合,验证了模拟的有效性。 展开更多

关键词 压入式通风 相似准则 数值模拟 流场结构 回流区

原文传递

浅议基于耗散结构理论的煤结构演化过程

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作者 韦欢文 王政锦 +1 位作者 刘凯 孟冯超 《企业技术开发》 2013年第4期35-37,共3页

文章在简要介绍耗散结构及其理论要点基础上,通过综述相关文献,认为煤结构演化是一个耗散结构形成过程,具体表现为:煤结构体系是远离平衡态的非线性开放系统,通过不断与外界进行物质与能量交换,逐渐从混沌无序进入到稳定有序结构。

关键词 耗散结构 煤结构演化 远离平衡态 非线性 开放系统

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不同变异系数煤层应力场与瓦斯场规律的数值模拟研究

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作者 王峰 刘强 +5 位作者 邱黎明 刘勇 徐九洲 郭明功 马涛 张国雷 《西安科技大学学报》 CAS 2024年第2期268-278,共11页

为揭示煤层厚度变化对煤层突出危险性的影响,建立了煤层变形场和瓦斯场耦合模型,并基于高斯分布建立了不同煤层变异系数的煤层模型,揭示了不同变异系数下的煤层应力场和瓦斯场分布规律。结果表明:稳定煤层与非稳定煤层应力场差别显著,... 为揭示煤层厚度变化对煤层突出危险性的影响,建立了煤层变形场和瓦斯场耦合模型,并基于高斯分布建立了不同煤层变异系数的煤层模型,揭示了不同变异系数下的煤层应力场和瓦斯场分布规律。结果表明:稳定煤层与非稳定煤层应力场差别显著,非稳定煤层在煤层较薄处产生了应力集中现象,向厚煤层区域掘进时呈线性减小;煤层较厚处稳定煤层的应力大于非稳定煤层,且随着煤层变异系数的增加进一步减小;不同变异系数煤层随着变异系数的增加应力逐渐增加,主应力的增长速率随着掘进距离的增加逐渐增加;煤层厚度变化导致了煤层受到顶板的水平应力作用,在煤层较薄处,顶板水平应力指向煤层,导致煤层较薄处产生了应力集中,在煤层较厚处,顶板水平应力背离煤层,导致煤层应力相比较薄处小,且瓦斯浓度大、渗透率小、构造煤发育较多,在扰动下容易发生突出。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 煤层厚度 煤层变异系数 多物理场 瓦斯压力

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水射流自驱钻头自进能力影响因素研究 被引量：1

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作者 刘勇 代硕 +4 位作者 魏建平 张宏图 苑永旺 郭鑫辉 郜英俊 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期198-206,共9页

管道内流场结构特性是影响自驱钻头自进力和解堵除垢能力的关键因素。针对多股射流共同作用下管道内流场变化影响自进力和返水阻力的问题,基于FLUENT数值分析不同条件下管道内流场变化,得到后置喷嘴角度、转速、环空比和系统压力对自进... 管道内流场结构特性是影响自驱钻头自进力和解堵除垢能力的关键因素。针对多股射流共同作用下管道内流场变化影响自进力和返水阻力的问题,基于FLUENT数值分析不同条件下管道内流场变化,得到后置喷嘴角度、转速、环空比和系统压力对自进力的影响规律,揭示综合摩擦因素理论值存在误差的原因,通过正交数值模拟明确自进力影响因素的主次关系。基于自进力测试实验装置,开展不同条件下自进力测试实验,验证数值模拟结果的正确性。结果表明:涡旋挤压碰撞作用和射流卷吸作用导致自驱钻头前后产生压力梯度,从而提高自进力。后置喷嘴倾角由20°增加至45°,壁面射流逆流速度由6.2 m/s增加至14.5 m/s,涡旋碰撞挤压后压力峰值由68.47 kPa增加至80.79 kPa,导致压差力增大。提高转速能够减小一次涡旋范围,当涡旋在旋转体区域发生碰撞挤压时,旋转体所受压差力增加。提高转速、系统压力或减小环空比均会增强后置射流的封隔作用,从而提高自进力。由于理论计算返水阻力时忽略了涡旋区的影响,因此综合摩擦因数理论值需要修正。环空比、系统压力、转速和后置喷嘴倾角的极差分别为300.07、111.87、60.42、36.32,影响因素主次关系为:环空比>系统压力>转速>后置喷嘴倾角。本研究可为自驱钻头结构优化设计、提高自驱钻头的自进力提供参考。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 钻孔修复 堵孔 自驱钻头 水射流

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全氟己酮与惰性气体对甲烷爆炸的协同阻爆作用 被引量：1

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作者 路长 苏振国 +5 位作者 陈硕 孟琪 班成伟 段征 刘金刚 余明高 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1115-1123,共9页

为探究全氟己酮及其与CO_(2)、N_(2)协同下的抑爆能力,通过改变全氟己酮用量和CO_(2)、N_(2)的压力来观测其对甲烷爆炸传播特性的影响。结果表明:在试验条件下,单喷CO_(2)和N_(2)不能实现对甲烷的完全抑爆;而单喷全氟己酮能实现对甲烷... 为探究全氟己酮及其与CO_(2)、N_(2)协同下的抑爆能力,通过改变全氟己酮用量和CO_(2)、N_(2)的压力来观测其对甲烷爆炸传播特性的影响。结果表明:在试验条件下,单喷CO_(2)和N_(2)不能实现对甲烷的完全抑爆;而单喷全氟己酮能实现对甲烷的完全抑爆;全氟己酮与CO_(2)或N2混合喷出有利于全氟己酮完全汽化、提升其抑爆能力;与N_(2)混合,抑爆所需的全氟己酮最小量由23 mL下降到17 mL,与CO_(2)混合,阻爆所需全氟己酮最小量从23 mL下降到5 mL,全氟己酮与CO_(2)混合使用的抑爆能力强于全氟己酮与N2混合使用的抑爆能力。全氟己酮/CO_(2)的协同抑制机理在于全氟己酮产生的自由基F会优先替代氧气产生的O参与基元反应,CO_(2)作为第3体参与反应会优先阻断OH的放热反应,二者具有良好的协同互补关系,从而更好地抑制和阻断甲烷/空气链式反应。 展开更多

关键词 安全工程 甲烷 全氟己酮 二氧化碳 阻爆 抑爆机理

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