浅析岩巷爆破装药量与CO生成量的关系

巷道爆破掘进时产生CO气体浓度的变化会导致各施工点监控探头曲线发生波动,为防止爆破时产生的CO浓度过高而导致的安全事故,通过对1208高抽巷爆破掘进时装药量、钻孔数、孔深、CO浓度、CH_4浓度和落岩量等数据进行收集,分析判断其相应的关系,为矿井井巷安全爆破作业提供了依据。     

采场爆破烟尘浓度分布及扩散规律的数值模拟

针对采场爆破作业过程中烟尘浓度高且不易排出的特点,采用现场实测的方法对烟尘浓度进行实际测定,并依据气固两相流理论,运用计算流体力学的Fluent软件对采场爆破烟尘浓度分布及扩散进行数值模拟,通过对比分析,模拟结果与实测数据基本保持一致,极好地验证并完善了现场研究理论。通过研究发现：采场进路内有风流漩涡存在,在断面方向,烟尘浓度以断面中心为圆心径向逐步降低;在轴线方向,烟尘浓度随距工作面距离的增加逐步降低;随着时间的推移,烟尘浓度先迅速上升至最大值,后缓慢降低;联络巷风速为2 m/s时采场内烟尘排出效果达到最佳;此外,还可通过安装局部通风设施加强烟尘的排出效果。     

岩巷爆破有害气体分析及防范措施

针对告成煤矿岩巷掘进工作面放炮后CO传感器长时间报警的情况,分析了岩巷爆破中的产物及爆破后巷道中CO的浓度,得出了CO传感器长时间报警的原因,提出了控制装药量、保证炮孔堵塞长度和堵塞质量及控制炸药的外壳材料质量等防范措施,确保了岩巷工作面安全快速掘进。     

封闭空间内CO催化净化模拟实验研究

在模拟装置上通过催化氧化法对CO与空气的混合气进行了净化研究。研究了常温、常压下3种催化剂、循环流速和时间对CO/空气低浓度混合气体中CO的净化性能。实验结果表明,3种催化剂对CO/空气低浓度混合气体具有一定程度的净化能力,并且净化能力与催化剂种类、循环流速、时间有关。ACO-2净化性能优于hopcalite和ACO-1;在一定范围内,循环流速的提高,有助于提高催化剂净化效果;CO浓度在400×10-6范围内,催化剂对CO的净化速率随着时间的进行越来越慢。     

祁东煤矿71煤底板抽放巷CO气体浓度异常分析

祁东煤矿三采区71煤底板抽放巷所装两路抽放管路均监测到CO气体浓度异常,此两路抽放管路所抽目标气体为该区域内未受开采的71煤层所含瓦斯气体,而装在三采区71煤底板抽放巷监测抽放管路内CO气体浓度的监测传感器却监测到了浓度数值高达0.156‰的CO气体。为保证井下安全生产,理清CO气体产生原因,预先对危险源采取针对性的防护措施,避免CO气体引发的灾害事故发生,祁东煤矿迅速组织人员对三采区71煤底板抽放巷内CO气体浓度监测传感器、抽放孔、抽放管路、爆破情况进行分析排查,最终发现该处CO气体浓度异常与三采区71煤底板抽放巷内钻场爆破施工有密切关系。     

铁矿采场多组份水炮泥抑制爆破烟尘试验研究

金属矿山采场爆破烟尘产生量大，不仅严重危害井下工人的职业健康，而且经回风井排放到地面也会造成大气污染。基于此研制了新型多组份水炮泥配方，以梅山铁矿巷道型采场作为试验地点，利用在线监测的手段测定了采场爆破后4种水炮泥装填类型的粉尘变化情况以及炮烟中CO、NO的浓度变化规律，分析对比了不同装填类型的水炮泥对采场爆破烟尘的抑制效果。研究结果表明：采场爆破后CO和NO浓度变化均遵循“双峰曲线”的规律，基本具有普遍性；在抑制粉尘方面，多组份水炮泥的效果优于普通水炮泥，且其呼尘相对降尘率远大于全尘相对降尘率，即多组份水炮泥具有更为良好的呼尘抑制效果；在抑制有毒有害气体方面，与普通水炮泥相比，多组份水炮泥对CO的抑制效率提高了51.9%，但对NO的抑制效果没有明显提升，即多组份水炮泥中的添加剂对CO的抑制效果明显，而清水在NO的抑制过程中起到了关键作用。     

CO置换反应消烟剂在煤矿爆破作业中的应用研究

为有效治理井下爆破作业后CO浓度超标现象,通过对爆破作业中CO的形成过程及原因进行分析,结合多年的工作经验,研究出了CO置换反应消烟剂,它能够与爆破中产生的CO气体发生化学反应,降低有害气体及粉尘含量。实践表明,该产品的运用成功解决了因爆破而导致CO超限的问题,克服了因CO超限不得不进行多次装药放炮的障碍,大大提高了工作效率,减轻了对井下职工健康造成的伤害。     

CO2相变爆破致裂增透裂纹扩展数值模拟研究

为探究CO2相变爆破致裂在不同孔间距中的扩展趋势以及在煤层气开采中的应用价值,在贵州省安顺宏发煤矿开展CO2相变爆破致裂试验,对比LS-DYNA裂纹扩展数值模拟结果.研究表明:现场试验中相同条件下,钻孔间距10 m CO2相变爆破致裂效果最佳,且经过CO2相变爆破增透致裂后,煤层的透气性系数可以达到原煤层的3倍左右.软...     

同一煤层煤和煤矸石氧化过程中自由基及CO的变化规律研究

为探究同一煤层的煤和煤矸石的自然氧化规律,基于电子自旋共振波谱仪和气象色谱仪,测定了煤和煤矸石在氧化过程中的自由基浓度、g因子、谱图线宽和氧化产物CO的变化规律,并对煤和煤矸石的差异进行了比较。结果表明:随着氧化温度的升高,煤和煤矸石中的自由基浓度均不断增大,煤中的自由基浓度快速增加的临界温度为75 ℃,而煤矸石的临界温度为125 ℃;在氧化初期,煤和煤矸石的g因子变化较小且处于较低水平,煤矸石的g因子开始明显增加的温度为125 ℃,而煤的g因子为150 ℃,在125~190 ℃时,煤矸石的g因子大于煤,当温度超过190 ℃后,煤的g因子开始大于煤矸石;煤和煤矸石的ESR谱图线宽随温度的升高不断减小最后趋于稳定,最小值分别为0.592 5和0.609 2,煤的谱图线宽始终低于煤矸石的线宽;在氧化过程中,同一温度下煤氧化生成CO量高于煤矸石,且煤中CO生成量快速增加的临界温度为100 ℃,而煤矸石中CO快速增加的临界温度在150 ℃。     

基于CO浓度的煤低温氧化反应机制实验研究

论文利用实时监测反应装置,模拟采空区遗煤在低温下的氧化过程。发现采空区CO释放速率随氧化时间的增加表现出明显的阶段性,并利用数据拟合方法找出CO的产生速率与时间的函数关系式。同时,通过实验对比研究证实,CO的释放速率除了受到氧气浓度和煤体表面活性位点的影响外,主要还是由于煤氧化产生抑制反应的氧化产物。     

露天矿掘沟爆破的爆炸水雾场降尘技术研究

由于露天矿掘沟爆破的孔网参数小、炸药单耗高,与正常台阶爆破相比,露天掘沟爆破产生的粉尘浓度更高、扩散速度更快、污染危害更大。传统爆区地表洒水预浸润的方法仅能湿润浅表岩体,并且受爆破飞石、冲击波等有害效应影响,矿用水炮车等远程喷淋降尘方法无法与爆破产尘同步实施。此外,爆破粉尘扩散后的被动治理难度大、效果差。通过Fluent数值模拟研究露天矿掘沟爆破粉尘的生成及初期扩展特性,提出了在掘沟爆区四周布设爆炸水雾场实施就地降尘的技术方案。通过爆炸水袋及爆炸水雾场定型正交试验,确定了爆炸水袋构成及爆炸水雾场的空间尺度及滞空时间等重要降尘技术参数。在白云鄂博铁矿现场降尘试验中按照“四周拦截、同步生成、就地吸附”的原则布设了爆炸水雾场,现场高速摄影分析表明:爆炸水雾场在爆破蘑菇粉尘云形成初期高速生成,对爆破粉尘实施就地拦截和同步吸附,实现了源头降尘的环保目标。测试结果显示:爆破粉尘的质量浓度降低了40%,为低粉尘掘沟爆破和露天矿山绿色开采提供了一种新的环保型技术。     

露天台阶爆破粉尘的爆炸水雾场拦截降尘技术研究

露天台阶爆破粉尘具有瞬时性、浓度高和扩散快等特点,危害采场作业人员身体健康,增加机械设备进风系统损耗,并污染周边大气环境。由于爆破飞石和冲击波等危害使人员、设备无法靠近爆区污染源,导致传统洒水降尘措施无法同步实施。采用数值模拟与现场试验相结合的方法研究爆炸水雾降尘,结合白云鄂博铁矿实际情况,建立了露天台阶爆破三维流场模型,分析了爆炸水雾场及爆破粉尘生成的技术特性。依据爆炸水雾场和爆破粉尘模拟结果,提出了爆炸水雾场拦截降尘的技术方案,确定了水袋在台阶坡面前16~21 m的合理布置范围,得到了爆破粉尘横向动态运移轨迹和时间之间的函数关系,确定了水袋合理激发延期时间,即Δt=t-1.21。利用SPSS软件对水雾定型试验结果进行了极差分析,确定了水袋规格和爆炸荷载优化组合。试验显示,爆炸水雾场生成空间尺度达18 m×8.7 m,水雾至最大空间尺度用时1.2 s。现场爆破降尘试验结果表明：在台阶坡面前18.5 m位置铺设水袋,设置其激发合理延时1 100 ms,测得距爆区50、100 m处粉尘浓度分别降低了43.6%、40.9%,实现了爆炸水雾场与爆破作业的同步实施,降尘效果显著。     

水力降低爆破尘毒试验研究

爆破后产生大量微细颗粒和有毒有害气体（简称为尘毒）,严重污染工作面的环境,经常导致中毒事故和矽肺病等职业病发生。为有效控制爆破粉尘和爆破有毒有害气体,从爆破尘毒机理分析出发,在自制的密闭容器内开展了不同装药结构的爆破尘毒控制试验。通过试验得出：采用孔口布置、孔底布置以及径向布置水间隔装药结构时,其粉尘吸附率分别为73.49%、71.08%和32.53%,CO吸收率分别为69.95%、36.85%、14.11%。综合考虑现场应用的可操作性,孔口水布置的降尘毒装药结构效果较好,易于现场操作。现场试验表明：采用微尘爆破装药结构后,粉尘浓度比对照试验要低70.27%～77.42%,具有较好的除尘效果,有效降低了通风除尘时间,验证了爆破水力除尘的可行性和可靠性,为矿山创造良好的生产作业环境提供了指导,具有较好的推广应用价值。     

地下金属矿山矿房直接降尘技术

根据地下金属矿山矿房爆破后出矿时粉尘浓度大、持续时间长的特点,通过分析现阶段喷雾降尘方法存在缺点和不足的原因,提出利用高压降尘喷枪将降尘水直接作用于产尘源,从粉尘产生的源头上降低爆破后和出矿时的粉尘浓度。根据这一思路,设计制作了适用于地下金属矿山的降尘喷枪,通过传粉尘浓度感器控制降尘喷枪的开启,使降尘过程实现自动化。目前该技术已经在会宝岭铁矿现场进行了应用,较常规水幕降尘方法,可将爆破后等待炮烟时间缩短60%以上,可降低出矿巷道内粉尘浓度75%以上,降低上水平回风巷道内粉尘浓度60%以上。     

露天深孔爆破自由面前水袋爆炸降尘关键参数研究

本文采用ANSYS Fluent数值软件与现场实验相结合的方法研究了水袋降尘原理,重点分析了水袋起爆时差与间隔距离对降尘效果的影响。结果表明:第一排水袋起爆与深孔爆破时差在1~1.5 s时,爆破水雾浓度较大且扩散范围最广,能够与爆破产生的粉尘云充分接触;第一排与第二排水袋起爆时差在0.5~1.0 s时,水袋沿途降尘效果较优;两水袋间隔距离在10~15 m时,爆破雾化的覆盖面积大,爆破后粉尘的捕捉能力更好。采用水雾捕尘措施后,50 m处落尘量与未采取措施相比增加了27 %,100 m处落尘量增加12 %,150 m处落尘量减少16 %,爆后50 s粉尘浓度降低36 %。水雾与尘粒作用,加速了尘粒的沉降,近区落尘量增加,远处落尘量减小。     

长距离掘进巷道爆破粉尘分布分析

为了解金属矿掘进爆破后粉尘粒子的空间运移规律,从而确定除尘技术参数、改善除尘效果、提高降尘效率,以某金属矿为例,在1100斜坡道掘进面开展爆破粉尘运移及粉尘浓度时间变化实验,实测巷道沿程粉尘沉降、空间粒度分布情况,定点监测爆破过程粉尘浓度随时间变化。实验结果表明：对于工作面不同粒径粉尘颗粒比例随着距工作面的距离增加,沉降及空间分布显现不同的变化趋势,粉尘浓度在爆破后经历40 min,甚至50 min以上仍远远超过规定的粉尘浓度。颗粒比例随粒径增大而减小,悬浮在空间的粉尘分散度分布较为一致。     

金属矿山采场爆破尘毒防控技术研究进展及展望

金属矿山爆破尘毒防控是加强企业环保意识与构建绿色矿山的重要途径,是实现矿业高质量发展的必然要求.为了系统研究金属矿山采场爆破尘毒污染问题与防控措施,从粉尘理化特性、水炮泥降尘、在线监测系统、云雾除尘等方面进行了综合评述.认为现阶段该领域研究存在的不足为:金属矿山尘毒基础研究投入不足,受重视程度不够;尘毒防控机理不完善;...     

城市拆除爆破中的粉尘防护研究

针对城市拆除爆破中粉尘的来源及危害,立足于当前城市拆除爆破防尘技术的研究与应用现状,结合工程实例,计算了拆除爆破在未采取防尘措施的情况下所产生的粉尘量,进一步论证了粉尘防护的重要性,并提出了相应的防护措施。最后指出了当前拆除爆破粉尘防护所存在的问题及发展的趋势。     

露天爆破炮烟和粉尘初期性状模拟及防治技术研究

爆破烟尘是露天开采难治理的重要污染源,受爆破飞石、冲击波等有害效应影响,炮烟和粉尘蘑菇尘云的初始浓度和性状难以进行源头直接测试,致使针对爆破炮烟和粉尘的治理技术欠缺、方案设计和关键技术参数确定无据可依。本文针对露天(矿)爆破蘑菇烟尘的瞬时生成、高速强扩散特性,建立露天台阶深孔爆破粉尘生成模型,用数值模拟技术研究爆破破岩和抛掷堆积过程中爆破烟尘生成、扩展的初期特性,对台阶爆破烟尘进行了高速DIC技术现场测试,将DIC试验获得的实际烟尘云扩散结果与数值模拟成果进行对比研究,发现烟尘数值模拟研究成果与现场实测结果高度吻合,确定了露天在爆破烟尘生成、扩散初期进行爆区源头环保治理的技术方案。研发了与露天台阶深孔爆破匹配的爆炸水雾场生成技术,为露天爆破炮烟和粉尘的源头治理提供了技术支撑。在白云铁矿露天深孔爆破炮烟和粉尘的爆炸水雾降尘试验中取得了粉尘浓度降低40%以上的显著降尘效果。