主动隔热巷道隔热层热物性参数对隔热效果的影响

为得到主动隔热巷道隔热层热物性参数对隔热效果的影响规律,建立了主动隔热巷道风流与围岩的气—固耦合传热模型。选取8种建筑保温材料的热物性参数进行数值模拟,结果表明:不论巷道是否构建有隔热层,巷道围岩的散热量都与通风时间呈正幂指数关系;巷道构建隔热层后,减少的围岩散热量与隔热层的导热系数呈负幂指数关系,同一地点的风流温度降低值与隔热层的导热系数呈负指数关系。隔热层导热系数是影响其隔热效果的主要因素,隔热层的导热系数越小,隔热效果越明显。     

采空区瓦斯运移的数学模型

根据采空区内空隙介质的特征,结合流体力学理论,得出采空区瓦斯运移的数学模型,对采空区的瓦斯治理工作具有指导意义.     

采空区开区移动瓦斯抽放的数值模拟

针对我国高瓦斯矿井采空区瓦斯抽放的现状，强调了在工作面后方“边采边抽”的开区移动瓦斯抽放方法，以提高资源回收减少大气污染与瓦斯治理的双重效益．建立了非均质采空区瓦斯渗流--扩散的数值模型，模拟了瓦斯在采空区中的涌出、分布及积聚的流体力学原理．模拟表明，抽放流量与采空区瓦斯涌出量和抽放瓦斯浓度均呈显的反比关系，且抽放的纯瓦斯量基本保持恒定，结论与采空区瓦斯持续稳定释放的客观性完全一致；抽放口位置越深入采空区，瓦斯绝对涌出量略有降低，抽放浓度越高．由此确定了抽放口的最佳位置和抽放流量．结合实例，利用联络巷进行瓦斯抽放，可获得高于40％浓度的瓦斯，理论抽放效率在70％以上，若配合以漏风导流，可彻底抑制瓦斯涌入工作面，并降低配风量。     

海州立井3315工作面液氮降温灭火数值模拟

通过建立采空区模型,确定液氮降温灭火工艺参数,利用计算机对采空区进行数值模拟,对采空区防灭火的液氮运移规律分析,实现了采空区冒落空间内的温度场及氧分布场的数值模拟,对矿井液氮降温灭火效果起到预测作用。     

不同变质程度煤燃烧阶段链烃生成规律

为研究封闭火区内不同煤种生成气体组分及变化规律,选取平庄矿褐煤、王营矿气煤、朱仙庄矿焦煤和马堡矿瘦煤为试验煤样,通过热重确定了煤燃烧阶段的温度范围。采用双管电炉自制程序升温燃烧试验对4种不同变质程度的煤进行燃烧,对生成的链烃初现温度、体积分数及氧浓度变化规律进行了分析。研究结果表明:褐煤、气煤、焦煤和瘦煤燃烧阶段温度分别为247~433,279~542,313~574和333~618℃;煤变质程度越高,则其生成链烃气体的体积分数越小且耗氧量越大。当发生火灾事故且封闭火区后,可以综合考虑煤变质程度与火区监测的链烃生成量等因素,并根据链烃气体与温度的变化规律判定封闭火区火势发展状况,为进一步开展灭火奠定基础。     

回采工作面温度场分布规律的数值模拟

从守恒原理出发,导出了描述矿井采工作面风流紊流流动和温度分布的微分方程。通过对矿内风流流动及热力过程的理论分析和现场实测,系统地开展矿内风流流场和风流温度场的分布规律及其耦合作用机理的理论分析研究,通过数值模拟,初步得出了矿井回采工作面风流温度与各种参数的变化规律：回采工作面风流温度随风速提高呈负幂函数规律降低,随入风流温度升高呈线性升高,随工作面长度和采煤机位置的变化而变化。     

褐煤燃烧阶段风量对指标气体的影响

以平庄瑞安褐煤为研究对象,通过热重试验确定褐煤燃烧阶段温度范围,利用管式炉程序升温系统进行煤样氧化自燃试验,得到风量分别为40、80、120、160和200 m L/min条件下的气体;为确定优选指标气体的关联度大小,采用灰色关联法对其进行分析。结果表明:褐煤燃烧阶段温度为247~433℃,408℃左右达到快速燃烧状态。当风量恒定时,CO_2/ΔO_2、CO/ΔO_2、C_2H-4与温度的关联度比CO、C_2H_6、C_2H_4/C_2H_6高。随风量不断增加,指标气体与温度的关联度:CO_2/ΔO_2最大,其次是CO/ΔO_2、C_2H_4和CO,C_2H_6和C_2H_4/C_2H_6最小。故可将CO_2/ΔO_2、CO/ΔO_2和C_2H_4作为主要指标,CO作为辅助指标用于预测煤矿井下封闭火区燃烧状态。     

矿井环境风流换热的小密度差近似方程

从守恒原理出发,在考虑温度、压力变化引起空气密度变化的条件下,采用小密度差近似的方法,建立了风流热量交换的数学模型。为研究矿井内风流流动及热量交换过程,分析风流在矿井作业空间复杂的湍流与回流特征,研究风流速度场与温度场相互耦合使用奠定了基础。     

含自然风压通风网络的自动解算及应用

矿井自然风压作为矿井通风动力的重要组成部分,与通风系统和通风网络密切相关,随着煤矿产量和开采深度的增加,矿井自然风压对通风系统的作用会越来越大。为了快捷预测、计算和分析矿井自然风压及其对通风系统的影响,运用流体静力学、热力学,结合通风网络解算算法,得出了矿井自然风压实时计算算法。结合晋煤集团长平煤矿实际矿井,得出了不同温度、压强条件下,含有自然风压的实时通风网络解算结果。实例表明:该算法能够进行含自然风压通风网络的自动解算,能够快捷、实时计算得出含自然风压实时通风网络解算的结果,为确保通风系统稳定可靠运行提供技术支持。     

Study on multi-component combustible gas explosive characteristics of high gas mine

Studied on multi-component combustible gas, methane mainly, explosion characteristics of high gas mine, obtained the rules of gas explosive limit that influenced by environment temperature, pressure, concentration of oxygen, other combustible gas, coal dust, energy of fire source, and the inert gas, proposed a new method of divide gas explosive triangle partition, and gave new partition linear equations. The gas explosive triangle and its new partition has important directive significance in distinguishing if the fire area has a gas explosion when sealing or opening fire area, or fire extinguishing in sealed fire area, and judging if there will be a gas explosion or other trend while fire extinguishing with inert gas. Supported by the National Natural Science Fund of China(50474010); the National “Eleventh Five-year Plan” Science and Technology Support Plan of China(2006BAK03B0503); the Fund of Education Department Liaoning Province(05L-174); the Fund of Education Department Liaoning Province (20060389)