煤尘爆炸固态产物的矿物质特性研究

利用20 L球形爆炸装置对来自老虎台和新密矿区的2种煤尘进行爆炸实验,并对其爆炸固态产物进行收集分析。采用X射线衍射技术对2个矿区的煤尘原样和爆炸固态产物的矿物质特性进行分析研究。研究发现,煤尘爆炸后,爆炸固态产物中挥发分和固定碳等有机组分较煤尘原样均明显减少,而主要由矿物质组成的灰分却明显增加;矿物质物相定性和定量分析结果表明,煤尘原样主要由高岭石、石英等常见矿物质组成;爆炸固态产物中的矿物质组成和含量均发生了明显变化,主要由稳定、耐高温的硅酸盐矿物和氧化物矿物组成;且通过对矿物质演化行为的分析认为煤尘爆炸固态产物应该是一种掺杂有部分煤尘原样颗粒的混合物,且与煤尘原样中的矿物质存在一定的转化关系。     

煤尘二次爆炸特性研究

利用20L球形爆炸装置研究了煤尘浓度、煤尘粒径和点火能量对煤尘二次爆炸特性的影响,并与煤尘一次爆炸特性进行了对比分析。结果表明:随着煤尘浓度的增加,煤尘二次爆炸最大压力和爆炸压力最大上升速率均先增大后减小,一次爆炸与二次爆炸的最大压力差先减小后增大,一次爆炸与二次爆炸的压力最大上升速率差先减小后增大再减小;随着煤尘粒径的减小,煤尘二次爆炸最大压力和爆炸压力最大上升速率不断增大,一次爆炸与二次爆炸的最大压力差及压力最大上升速率差均先增大后减小;随着点火能量的增加,煤尘二次爆炸最大压力和爆炸压力最大上升速率,以及一次爆炸与二次爆炸的最大压力差及压力最大上升速率差均呈增大的变化趋势;煤尘二次爆炸最大压力和爆炸压力最大上升速率与一次爆炸时相比均减小;煤尘浓度为煤尘二次爆炸特性与一次爆炸产生差异的主要影响因素。     

煤体中超声波参数的实验研究

采用声发射实验技术对大安山无烟煤与三河尖肥煤的超声波波速、衰减系数、超声波的时域特征和频域特征进行了研究。研究结果表明,受空隙率和含水率等的影响,无烟煤中的平均波速大于肥煤中的平均波速,其衰减系数平均值低于肥煤的衰减系数平均值;超声波的时域特征和频域特征受煤的品质和波形频率的影响,无烟煤的主频幅值大于肥煤,衰减周期小于肥煤,并且随着波形频率的增加,衰减时间下降,透射波形的能量更加聚集于主频。这些结论可为采掘前煤炭品质和种类的定性提供理论依据。     

模拟矿井下的电磁辐射干扰信号的特征规律研究

建立了电磁辐射干扰模拟实验系统,用风机的转动作为煤岩破裂模拟的背景值。通过改变振动台的振幅和频率来改变电磁干扰的强度和频率,模拟测试了煤矿井下电磁干扰信号特征规律。实验结果表明:在振幅保持不变时,随着频率增大,电磁辐射强度呈现先增加后保持不变的变化规律;在频率保持不变时,随着振幅增大,电磁辐射强度则呈现先增加后减小然后保持不变的变化规律;随着探头位置变大,电磁辐射能量呈现逐渐降低的变化规律。