CO2对矿井多组分可燃性气体抑爆特性的影响

为研究CO2对矿井多组分可燃性气体的抑爆特性,应用FLACS软件对不同浓度配比的CH4CO、C2H6 、H2混合气体及添加CO2以后的爆炸参数进行数值模拟,得到了CO2对多组分可燃性气体抑爆特性的影响规律.结果表明:CO2对可燃性气体爆炸有抑制作用,且CO2的添加量越大,抑爆效果越好;随着CO2的加入,混合气体爆炸特征参数均会受到影响,且主要影响CH4气体,对H2、C2 H6、CO浓度配比为0.1∶0.3∶0.8的混合气体爆炸的影响较单一CH4的影响更大;同时,CO2的添加减缓了上述配比混合气体压力场、温度场、产物浓度场的变化,延缓了爆炸反应的时间,降低了爆炸危险性.     

惰性气体对KHCO3冷气溶胶甲烷抑爆性能的影响研究

主动式喷粉抑爆装置是煤矿甲烷爆炸的防控装备之一,该装置装填的超细粉体抑爆剂可在甲烷爆炸初期主动喷洒,使其中超细粉体颗粒形成冷气溶胶,减少后续甲烷爆炸危害。为进一步提升主动式喷粉抑爆装置的抑爆性能,探究冷气溶胶抑爆剂的抑爆规律,使用5 L爆炸管道系统,测试了N₂和CO₂两种惰性气体对KHCO₃冷气溶胶甲烷抑爆性能的影响。试验结果表明:N2、CO₂显著强化了KHCO₃冷气溶胶对9.5%甲烷/空气预混气的抑制性能,相比于空气驱动的KHCO₃冷气溶胶,气体介质中含有惰性气体的KHCO₃冷气溶胶使甲烷爆炸最大压力下降更为显著,到达峰值压力时间也更长;CO2对KHCO₃冷气溶胶抑爆性能的增效作用强于N2。其中,体积分数0.03 g/L的KHCO₃冷气溶胶仅使甲烷最大爆炸压力降低60.4%,而在气体介质内充入体积分数15%~20%的N2或5%~10%的CO2时,同浓度KHCO₃冷气溶胶可以完全抑制甲烷爆炸,继续增加惰性气体的体积分数可以进一步减少KHCO₃冷气溶胶用量,从而降低主动式喷粉抑爆装置的成本。试验考察了在不同浓度KHCO₃冷气溶胶与不同体积分数N2、CO2作用下的甲烷爆炸情况,得到了KHCO₃冷气溶胶与惰性气体的最佳抑爆用量配比,能够为基于KHCO₃冷气溶胶的主动式喷粉抑爆装置的设计提供理论依据及技术参数。此外,讨论了含惰性气体的KHCO₃冷气溶胶系统的甲烷抑爆机理,并分析了惰性气体的增效原因。     

硅藻土粉体抑制瓦斯爆炸的实验研究

采用自主改进的20 L近球型抑爆实验系统,测试添加硅藻土粉体时瓦斯爆炸极限、压力等特性参数的变化,并同石英粉对比分析其抑爆效果,结合热重分析方法研究硅藻土表面物化特性对抑爆作用过程的影响.结果表明:硅藻土粉体对瓦斯爆炸具有一定的抑制作用,且效果优于石英粉;质量浓度为0.1 g/L的硅藻土粉体可使甲烷与空气混合气体(甲烷体积分数7%)的爆炸压力下降30%左右,爆炸极限范围缩小约28%;硅藻土微孔结构和表面羟基特点是影响其抑爆效果的关键因素.     

SiO2纳米粉体抑制瓦斯爆炸的试验研究

为了研究纳米粉体的抑爆作用,采用自主改进容积为20L的近球形抑爆试验系统,测试添加SiO2纳米粉体时的瓦斯爆炸极限、压力等特性参数的变化,并同微米级粉体对比分析其抑爆效果,同时研究粉体质量浓度和点火时间对抑爆效果的影响.试验结果表明:同微米级粉体相比.纳米粉体的抑爆效果更好;质量浓度为0.1 g/L、粒径为 50 nm 的SiO2 粉体可使瓦斯与空气混合气体(瓦斯体积分数7%)的爆炸压力下降约70%,压力上升平均速率下降约90%,爆炸极限范围缩小约43%;超细粉体抑爆剂在固定空间内存在最佳抑爆浓度范围,并不是粉体添加量越大抑爆效果越好;粉体抑爆剂喷洒形成固体微粒气溶胶后存在最佳抑爆时间范围,超出该时间范围抑爆作用衰减明显.     

气液两相介质抑制管道甲烷爆炸协同增效作用

瓦斯抽采管道一旦泄漏或受到外部火源波及,极有可能引发爆炸事故。基于自行搭建的惰性气体-超细水雾惰化抑制可燃气体爆炸试验系统,研究了气液两相介质抑制9.5%甲烷/空气预混气爆炸的影响因素和协同作用规律,并分析了其抑爆协同增效的原因,提出气液两相介质抑爆存在相间耦合作用。实验结果表明:在CO2,N2,He和Ar四种惰性气体与超细水雾的共同作用下,气液两相介质对9.5%甲烷/空气预混气爆炸超压、火焰传播速度和最大火焰温度的抑制均表现出明显的协同增效作用。当4种惰性气体稀释体积分数达到14%、细水雾通入量8-4 mL(质量浓度694.4 g/m3)后,均能对9.5%甲烷/空气爆炸产生良好的抑制效果;控制参数继续增加,抑爆增效作用的增长幅度缩小;其中CO2与超细水雾下的协同抑爆效果最好,N2次之,He,Ar与超细水雾的协同抑爆水平相差不大,为清洁、高效惰化细水雾抑爆技术的应用提供了技术指导。     

惰性气体抑制矿井瓦斯爆炸的实验研究

通过实验,对比研究了惰性气体CO2和N2对瓦斯浓度爆炸极限和临界氧浓度的影响。实验结果表明,惰性气体CO2和N2对瓦斯爆炸具有一定的抑制作用,且CO2比N2有更好的抑制效果。该研究对矿井瓦斯爆炸事故的预防,指导支链燃烧与支链爆炸的实践,均具有积极的意义。     

Mg(OH)_2/CO_2抑爆瓦斯实验研究

采用自主改进的20 L近球型抑爆实验系统,进行了Mg(OH)2、CO2气体及两者同时添加抑制瓦斯爆炸的实验。实验结果表明,Mg(OH)2和CO2气体均对瓦斯爆炸具有一定的抑制作用。CH4体积分数为11%,同时添加250 mg/L Mg(OH)2粉末和8%CO2气体后,爆炸压力峰值时间延长3倍多,压力峰值、最大压力上升速率下降幅度分别为45.6%、79.9%。Mg(OH)2混合CO2气体的抑爆效果,比理论上叠加各自的抑爆效果弱。     

惰性气体在高瓦斯矿井大面积火灾中的应用

针对余吾煤业高瓦斯矿井N1203综采工作面发生的大面积外因火灾,提出了封闭火区并实施惰性气体N2和液态CO2进行灭火的措施。结果表明:注入惰性气体后大幅降低了封闭火区内的O2浓度和瓦斯浓度,极好地起到了抑爆作用,加速火区熄灭。     

煤矿巷道内N2及CO2抑制瓦斯爆炸的机理特性

为探求煤矿巷道内惰性气体（氮气及二氧化碳）对瓦斯预混合爆炸的影响,采用详细反应机理(包括53种组分、325个反应),运用化学动力学计算软件CHEMKIN 3.7中PREMIX程序包,建立巷道内瓦斯爆炸过程的数学模型。通过数值计算,对比了N2及CO2对瓦斯爆炸过程中反应物、自由基、爆炸后产生的主要致灾性气体的浓度以及甲烷总消耗速率等变化的影响,分析N2及CO2对瓦斯爆炸反应过程影响的异同。计算结果表明,在相同体积分数下,CO2比N2更能有效地降低体系中的活化中心浓度和爆炸中所生成致灾性气体CO,NO的浓度,因此CO2在抑制瓦斯爆炸作用方面比N2的效果更为明显。     

封闭空间低浓度CO对CH_4爆炸影响的数值模拟

为了研究煤在低温氧化过程中生成的CO对CH4爆炸产生的影响,首先在理论上分析了CO/CH4/O2/N2混合气体的爆炸下限,依据设定方案开展了充分预混情况下低浓度CO在封闭空间内对CH4爆炸影响的数值模拟。结果表明:相同条件下,CO浓度的增加降低了甲烷爆炸的可能性;而CO比例的增大提高了爆炸威力;对CO、NO2的生成影响最大的3个基元反应均为Rxn#155、Rxn#156和Rxn#158。     

高瓦斯回采工作面瓦斯治理实践

新兴煤矿219工作面采用了调整风量、风障引风、调压通风、本煤层预抽、边采边抽及采空区钻孔抽放等措施综合治理采面瓦斯,并取得了预期的治理效果,为该矿的安全生产打下了一个坚实的基础,也为该矿开采高瓦斯煤层时提供了较为适宜的瓦斯治理方法。     

测定瓦斯抽放管路流量的涡街气体流量计设计

通过与煤矿管道瓦斯抽放中采用的孔板流量计相比较,涡街流量计是煤矿瓦斯抽放管道流量测量的理想仪表。为了解决在小流量测量和管道周围存在周期振动的场合下涡街流量计显示出的不足,提出了一种新的信号处理法。通过大量试验证明,设计出了适合在煤矿瓦斯抽放管路中使用的新型涡街流量计。     

高瓦斯工作面瓦斯治理

鸡西矿业集团公司东海煤矿通过采用高瓦斯工作面瓦斯综合治理方法,取得了较好的效果。文章主要介绍了高瓦斯工作面的瓦斯综合治理技术,具有一定的指导意义。     

基于混源气计算模型的煤油气共存采空区瓦斯定量分析

为了查明黄陵二号煤矿203工作面采空区煤层气与油型气混源瓦斯的构成比例,通过分析采空区瓦斯涌出来源,建立了煤层气与油型气混源构成比例同位素的计算模型,并利用该模型计算得出:203工作面采空区中油型气占比为77.61%,煤层气占比为22.39%。模型计算结果与统计法获得的油型气和煤层气构成比例相比误差为1.9%,验证了混源天然气比例计算模型的合理性。     

基于瓦斯地质理论的矿井瓦斯含量与涌出量预测

运用瓦斯地质理论与方法,通过对瓦斯赋存逐级控制特征与地质构造特点的分析,研究矿区矿井的瓦斯赋存特征和瓦斯地质规律,对其瓦斯涌出量和瓦斯含量做出了预测分析。     

煤矿瓦斯抽放站提高瓦斯利用率的研究

杜儿坪矿坚持瓦斯治理先抽后采的方针,积极做好瓦斯综合利用,先后建成瓦斯抽放泵站和瓦斯发电厂,减少了温室气体排放,提高了企业效益.文章对杜儿坪矿瓦斯利用现状进行简介,并对杜儿坪如何提高瓦斯利用率的实践经验进行探讨.     

低瓦斯矿井预防瓦斯突出的对策研究

近年来,我国发生了4起低瓦斯矿井瓦斯突出的事故。通过分析,认为低瓦斯矿井发生瓦斯突出事故有以下原因:管理上对于低瓦斯矿井发生的瓦斯异常现象不重视;技术上对低瓦斯矿井瓦斯低的原因不清楚,另外低瓦斯矿井升级不及时。并提出了预防低瓦斯矿井的瓦斯突出的对策:密切关注瓦斯异常区域,运用瓦斯地质理论分析低瓦斯矿井瓦斯低的原因,划出瓦斯风化带的下限,发生瓦斯动力现象后,及时升级。     

采空区瓦斯流动规律及分源抽放技术的应用

为降低回采工作面采空区的瓦斯涌出及上隅角瓦斯浓度,对采空区顶板裂隙变化及瓦斯流动规律进行了理论分析,基于此,对主焦煤矿21141工作面的瓦斯抽放提出了分源抽放的综合治理方法,即上隅角采用埋管抽放,顶板裂隙内瓦斯采用高位钻场钻孔抽放。应用结果表明:分源抽放技术的应用使得21141回采工作面上隅角瓦斯体积分数由原来的0.6%左右下降到0.4%,高位钻场单孔瓦斯抽放体积分数平均为34%,瓦斯流量为0.062 m3/m in,这在一定程度上降低了采空区瓦斯的涌出量,保证了工作面安全生产。     

浅谈煤层瓦斯的形成及瓦斯灾害的预防

通过分析煤层瓦斯的形成、瓦斯在煤层中的储集与运移及影响瓦斯储集与运移的因素,阐述了瓦斯灾害的预防措施。     

瓦斯压力随瓦斯量变化的特性

根据范氏气态方程,结合实例分析说明,在瓦斯温度和贮存瓦斯容器的容积一定的条件下,瓦斯压力总是随着容器中的瓦斯量的增大而增大,但这种增大不是直线上升,而是一个由减速增大过渡到加速增大的过程。