地表环境温度对煤田火系统影响的数值分析

煤田火灾持续燃烧的重要原因是存在沟通地表与地下的供氧裂隙,新疆煤田火区地表黄土覆盖稀薄、含砂量大形成了透气率较高的地层条件,加之四季温差大对地下煤田火系统具有一定的影响。建立了露头煤层自燃的数值模型,以新疆硫磺沟火区的四季温度为参数,分析了地下火区受四季温度影响下的内部压力场、温度场的演化过程。数值实验结果表明:地下火区的温度场分布范围随大气温度的降低而缩小,但影响范围随深度增加而减小;地下渗流气体的流速受外部压力和内部气体热膨胀效应的差值影响,一般随外部温度的下降而增大、升高而减小。     

煤田露头火区风流运动规律研究

通过对煤田露头火区自然通风系统特征以及风流运动规律的分析,得出煤田露头火区风流运动的基本方程。借助于Fluent软件,对不同参数条件下的煤田露头火区进行了数值模拟。结果表明,火区气体在进风渗流运动过程中温度与外界环境基本一致;经过火区后温度急剧上升并达到峰值,同时产生较大火风压,火风压与自然风压共同作用为火区提供通风动力;在通过火区的通风路线上,气体的运动符合能量守恒定律、达西定律(进风线路)和布西涅斯基窄缝流体运动规律(回风线路);在不通过火区的漏风路线上,气体的运动符合能量守恒定律和达西定律。     

露头煤层火区自然通风机理研究

为了得到露头煤层火区自然通风的机理,通过对露头煤层火区自然通风系统的剖析推理,得知火区自然通风包含通过火区和不通过火区两类通风线路。数值模拟结果表明:火风压与自然风压共同作用为火区提供通风动力;气体的运动符合能量守恒定律、达西定律(进风通道)和布西涅斯基窄缝流体运动规律(回风通道),并推导得到了气体运动参数方程。     

煤田露头火区多孔介质渗流运动的数值模拟研究

煤田露头煤层自燃使得煤田露头发生塌陷,为了合理地治理煤田露头火区,研究了影响煤田露头火区的重要参数,应用Fluent数值模拟软件针对不同煤层埋藏深度、孔隙率、渗透率进行了宏观数值模拟。得到了煤田露头多孔介质速度场、温度场变化规律,并根据孔隙率与渗透率对火区温度分布的变化规律提出治理方案。     

大气低压下煤矿火区气体分布规律模拟

为了研究在大气低压下煤矿火区内气体分布规律,确定火区爆炸危险区域,结合渗流理论建立煤矿火区三维物理模型;对煤矿火区气压、湍流强度进行计算,利用Fluent软件对大气低压下煤矿火区气体分布规律进行数值模拟。结果表明:火区高1 m、长5 m区域氧气与瓦斯浓度交界处可能有爆炸的危险,高1.5 m、长15 m范围内氧气与瓦斯达到混合的状态,存在爆炸危险性。     

巷道火区封闭气体运移数值模拟分析

首先提出了对火区进行封闭并注入惰性气体的常用的矿井火灾综合救灾方法,然后运用Gambit建立了发生火灾巷道的三维物理模型,通过运用fluent软件对巷道封闭火区内气体进行三维数值模拟,得到了火区封闭30 s时(即进行注惰行为时)火区内温度场和组分(CH4,O2)浓度场的分布情况.最后,根据模拟结果,分析了火区内气体的运移规律,并通过分析得到了封闭30 s后火区内发生瓦斯爆炸的可能性,为封闭后注入惰性气体等后续救灾行为的研究提供了准备.     

煤田露头火区燃烧状态的判定

在分析煤田露头火区相关资料基础上,自主设计了MTLT-100型煤田露头火区相似模拟实验装置,并进行了煤田露头火区燃烧过程的相似模拟实验。通过对实验过程中的O_2、CO、C_2H_6、C_3H_8、C_2H_4、C_2H_2的测定分析,得出煤田露头火区的格氏火灾系数R_2增至0.5时,煤田露头火区就由低温缓慢氧化预热过程发展到高温加速氧化预热过程;当R_2递增至0.8时,煤田露头火区就由高温加速氧化预热过程发展到稳定阴燃过程;当R_2处于递减状态时,煤田露头火区就处于阴燃窒息过程了。煤田露头火区处于稳定阴燃过程时火区的温度一般为300℃左右,而其余过程中的火区温度均小于300℃。     

新疆煤田火区火风压模式研究及其应用

通过对新疆煤田火区火风压物理过程的分析，提出煤田火区火风压由地上、地下区域组成.地上、地下区域火风压主要是由空气柱内外温度差形成的密度差导致对流作用产生的.同时认为地下区域箱体内存在烟气的多变膨胀效应.基于上述作用机理，提出了新疆煤田火区火风压计算模型，并对火区状态系数C进行了分析. 从确定火区地面覆盖层厚度和估算火区温室效应气体排放量2个方面对该模型进行了应用分析， 初次提出了火区温室效应气体排放量的估算模型.     

煤自燃火区隔离工程采空区信息检测技术

针对房柱式采空区煤自燃火区隔离工程,需要对采空区煤柱分布、顶板垮落情况、火区燃烧范围、火势燃烧程度等信息进行检测,在对煤自燃火区隔离施工过程中,通过对采空区空间分布、温度和指标气体浓度等技术参数进行综合分析判断,为制定火区隔离工程技术措施提供科学依据并能够对火区隔离效果进行验证。     

煤田露头火区空气运动规律的模拟试验

利用自制的煤田露头火区模拟装置,对火区燃烧过程中的空气运动规律进行了研究。通过对模型中各点的温度、风速、压力进行监测,认为火区内进风通道的气体流动符合达西定律,回风通道气体流动符合窄缝流定律。通过改变进风口风速,分析了进口风速变化对漏风通道内气体流动速度的影响。上述分析结果可为煤田露头火区治理提供参考。     

宁夏汝箕沟煤田火区灭火工程治理及监测

介绍了宁夏汝箕沟煤田火区地理位置和特点、发火原因及危害、火区治理总的方法(剥挖、覆盖、灌浆),同时针对每个火区的特点,介绍了制定对应的治理措施以及治理的效果.     

矿井火灾时期火区阻力与火区风量影响关系的实验研究

设计和提出一种测定矿井巷道火灾时期火区阻力和火区风量的实验装置和方法,根据通风能量方程和能量守恒定律分别推导出火区阻力和火灾巷道测点断面平均风速的计算公式,给出火区烟流平均速度和火区风量的测定方法。实验测定结果表明:火灾时期火区阻力与火区风量均与时间呈二次曲线关系,但火区阻力与火区风量随时间的变化趋势正好相反,即当火区阻力增大时,火区风量就减小;当火区阻力减小时,火区风量就增大。     

煤矿用阻燃电缆及阻燃检测

系统分析了煤矿用阻燃电缆的阻燃机理 ,介绍了阻燃电缆的种类和阻燃电缆的发展方向 ,简要说明了煤矿电缆的阻燃检测。分析了我国煤矿井下电缆存在的问题 ,并提出解决的办法 ,阐明了电缆检测对煤矿安全生产的重要保证作用     

火源探测凝胶灭火技术及应用

为了治理鑫顺煤矿井下高温火区和CO异常涌出,在综合分析发火原因的基础上,采用同位素测氡探火技术,查明了火源位置、范围及发展趋势,同时加强火区的监测监控和喷浆堵漏,并根据火区的实际情况,采取了井下打钻注凝胶降温灭火技术。实践应用结果表明：在精确探明火源位置基础上实施的井下打钻注胶灭火,充分发挥了凝胶的充填堵漏、吸热降温功能,施工工艺简单、材料来源广泛、灭火效果显著,温度下降率达到了66%。     

封闭火区复采防火分析与治理

华丰煤矿3402工作面1980年因自然发火而停采封闭,为提高煤炭资源回收率,经过技术分析论证,确定采用综合防灭火技术,组合支架配铰接顶梁放顶煤方法复采该工作面,多回收煤炭22.12万t,取得了显著的经济效益,该项目对于复杂条件下煤层的合理开采具有借鉴意义。     

多判据探测器在火灾探测中的应用

提出将串联型模糊神经网络应用于火灾探测系统 ,并且使用多传感器技术。首先将多传感器测得的多个信号模糊化后送入神经网络进行处理 ,其模糊系统用指派法定义隶属度函数 ,神经网络采用 3层前馈BP网络结构 ,用BP算法进行网络参数的训练。其后由模糊逻辑判决火灾或非火灾。     

一种井下防灭火多相凝胶泡沫材料的研制

以4种发泡剂（F1、F2、F3和F4）、稠化剂H、交联剂AL和大屯煤电公司粉煤灰为原料制备煤矿井下防灭火用多相凝胶泡沫材料,着重研究了发泡剂复配方案及用量、稠化剂H与交联剂Al的配比及用量、不同发泡方式（机械搅拌发泡和压缩氮气发泡）对材料发泡性能的影响。结果表明,将F1和F3按1∶1的质量比进行复配,在复配发泡剂与水的质量比为4‰、稠化剂H和交联剂AL与水的质量比均为3‰、水灰比为5∶1的条件下采用压缩气体发泡方式进行发泡,材料产生的多相凝胶泡沫性能最佳。     

矿井胶带火灾模拟与逃生影响因素分析研究

矿井实际生产过程中,胶带火灾受多种因素影响,为确定矿井胶带火灾真实燃烧特性及人员逃生影响因素,本文应用火灾动力模拟软件PyroSim模拟了申家庄矿发生胶带火灾时,巷道内温度、烟气浓度及能见度随时间的变化情况,分析得出矿井胶带火灾时影响人员逃生的主要因素是烟气温度、CO浓度以及能见度。模拟结果表明该矿胶带火灾发生后的前200s是火源下风侧人员顺利逃生的关键时期,400s后巷道高温烟气、高浓度CO以及低能见度就严重影响人员逃生。研究结果为矿井应急救援和火灾逃生提供了参考。