低瓦斯矿井高效高效工作面瓦斯涌出规律

在全面系统研究的基础上提出了我国首家 万吨高产效工作面的瓦斯涌出现规律，对低瓦斯矿井高产效工作面瓦斯治理具有指导意义。     

改变沿煤层掘进巷道的布置增强矿井自身防治瓦斯灾害能力

通过对瓦窑坪煤矿下水平掘进工作面瓦斯涌出量的解析，指出了传统的沿煤层掘进巷道的方法在防治瓦斯灾害方面存在的弊端。提出，采用巷道沿煤层底板掘进的方法以控制瓦斯涌出量，并对其可行性进行了研究。结果表明，这种方法能增强矿井自身防治瓦斯灾害能力，是一条既合理又经济的有效途径。     

瓦斯煤尘爆炸巷道反射压力研究

为揭示瓦斯和瓦斯煤尘爆炸反射压力沿矿井巷道传播变化的规律,用管道爆炸实验系统模拟测试极弱爆炸和极强爆炸巷道超压与反射压力的定量变化关系.结果表明,瓦斯和瓦斯煤尘与空气混合爆炸,在弱爆炸条件下爆炸的反射压力均是峰值超压的1.8~2.0倍,強爆炸下瓦斯或瓦斯煤尘爆炸的反射压力大约是峰值超压的8~21倍.实验结果与理论计算基本吻合,表明巷道反射压力强度取决于冲击波在巷道空间内的反射过程,巷道内爆炸超压强度随爆炸传播距离的增加而降低,遇固壁则反射压力强度加大,加重了井下设备的破坏和人员伤害程度.     

低瓦斯矿井高产高效工作面瓦斯涌出规律

在全面系统研究的基础上提出了我国首家日产万吨高产高效工作面的瓦斯涌出规律，对低瓦斯矿井高产高效工作面瓦斯治理具有指导意义．     

空气含湿量抑制瓦斯爆炸过程的数值模拟

运用化学动力学计算软件Chemkin Ⅲ中的Senkin程序包以及Chemkin 3.7中的Premix程序包,建立巷道内瓦斯爆炸过程的计算模型,其化学反应采用美国lawreuce Livermore国家实验室甲烷燃烧化学动力学详细反应机理,包括53种组分和325个反应.利用此模型对巷道内瓦斯爆炸过程中反应物及爆炸后部分致灾性气体体积分数的变化趋势进行数值计算,分析巷道中空气含湿量对瓦斯爆炸的抑制机理.结果表明,反应过程中活性分子(OH、H、O)的体积分数是影响瓦斯爆炸以及爆炸后部分致灾性气体生成的关键因素;混合气中的水蒸汽对瓦斯爆炸及爆炸后CO、CO2、NO和NO2的生成起抑制作用,随着空气含湿量的增加,该抑制作用得到加强.     

爆炸冲击波在巷道内的传播规律

爆炸冲击波在巷道内的传播规律,一直是采矿科学中的重要课题。由巷道现场的测试结果可以看出:随着测点与爆源距离的增大,二次爆炸冲击波与首次波的压力比不断地增加,在一定情况下,其比值可大于1,同时二次波与一次波的峰值间隔在不断地缩小,波的正压力时间加长。小药量的实验结果在一定的程度上也较能真实地反映实际爆炸作业时的情况。     

矿井瓦斯爆炸感应期确定方法的实验研究

设计了小尺度瓦斯爆炸实验系统,以甲烷模拟矿井瓦斯,进行了瓦斯爆炸实验;讨论了瓦斯爆炸感应期的概念,以热爆炸理论和链式反应理论对爆炸感应期的描述为基础,结合实验得出瓦斯爆炸初期可见光传播规律,将感应期分为瓦斯燃烧感应期和瓦斯爆炸感应期;以瓦斯爆炸可见光前沿传播速度达到起始速度的e~m倍为判断瓦斯由燃烧状态过渡到爆炸状态的判据,得出确定瓦斯爆炸感应期的方法.结果表明:瓦斯燃烧感应期和爆炸感应期与瓦斯浓度近似呈线性关系,且在火源能量比较高的情况下表现出瓦斯浓度对瓦斯燃烧感应期和爆炸感应期影响不大.     

瓦斯爆炸火焰和冲击波在并联巷网的传播特征

为了研究瓦斯爆炸在并联巷网内的传播特征,利用并联管道系统模拟爆炸在实际巷道内的传播特征.结果表明:爆源点在掘进头时,并联管道两侧的火焰传播速度Sf和爆炸超压值△Pmax接近,火焰和冲击波叠加后,爆炸强度增加,△Pmax从0.38 MPa突跃到0.46 MPa.爆源点在工作面时,爆炸向邻近掘进头传播时测得的火焰速度和爆炸超压缓慢增大,而向较远的封闭端传播时△Pmax的值一直增大,而火焰传播分3个不同的区段;爆炸向邻近工作面传播时,在汇聚点附近测得的爆炸超压(0.44 MPa)明显高于两侧的超压值(0.39和0.38 MPa),但火焰传播速度会降低.煤矿瓦斯爆炸叠加地点附近是爆炸破坏较严重区域,故是设备和人员防护的重点区域.     

瓦斯爆炸冲击波扰动后毒害气体云团运移特性

为了研究煤矿瓦斯爆炸后毒害气体的致灾影响,建立了井下巷道内毒害气体运移模型,分析了不同风流速度、不同转角角度下,CO浓度随运移时间的变化规律及毒害气体云团运移速度和尺寸的变化特性.认为风流速度主要影响毒害气体云团达到最大长度的时间,但对其最大长度没有明显影响;转角处毒害气体浓度峰值有突增现象,经过转角后其运移速度逐渐衰...     

空气中沼气的迁移和输运

本文用亥姆霍茨函数论证了重力场中大气压下沼气和空气自由混合后,其混合物是非均匀的,并利用Fick定律和重力场中的压力分布函数求出了沼气浓度的分布函数;给出了用Chapman-Enskog公式计算沼气在空气中的扩散系数的计算结果,并讨论了扩散系数与温度、压力和浓度的关系;求出了呆滞空间沼气传质方程的解析解,据此阐述了沼气积聚的空间、时间概念;应用湍流混合理论分析了沼气层和风流相对运动的混合效应,并给出了最小混合风速的理论计算式。     

Numerical Simulation of Methane Distribution and Sensor Placement in 2-Dimension Roadway

In order to provide a theoretical basis for methane sensor placement in the vertical direction of a tunnel, the software Fluent was used to simulate methane distribution. A geometric roadway model was established and divided by grids. Methane distribution in both level and vertical sections was simulated using a realizable k-ε model with the Fluent software according to a conservation equation in a turbulent state, a turbulent kinetic energy equation and a turbulent dissipation rate equation. The realizable k-ε model and the Fluent software were used to simulate methane distribution according to the principle of the conservation equation in a state of turbulent flow. The results show that after overflowing, a methane level with a certain thickness is formed. Methane density curves at three specific levels were internally consistent and methane density at higher levels is denser than that at lower levels. Methane distribution becomes thinner in the direction of wind and methane in the vertical direction becomes uniform if wind speed is high. The distance be- tween sensors and roof should be less than 300 mm which is in agreement with mine safety regulations.     

矿井全风网风温预测法及其计算机程序的研究

本文开发了“全风网风量——风温联合解算法”模型及其计算机程序,用于预测矿井风温和确定矿井通风降温可行界限,为矿井选择降温方法决策提供科学手段和依据。应用该方法和程序对平顶山八矿进行风温预测,并确定出矿井通风降温可行界限,取得了良好的效果。     

矿井事故模拟仿真技术研究

主要研究了建立巷道三维模型以及矿井灾害事故模拟仿真的关键技术,给出了基于巷道断面构建三维巷道模型的实现方法,并与三维巷道网络的弧-节点模型与地层岩性、节点相互关联的拓扑关系相结合,在此基础上实现了瓦斯突出和突水灾害事故的仿真。直观展现了灾害事故发生、发展的过程,有利于抢险救援工作的顺利进行。     

切削区温度分布研究

金属切削加工中,切削热与切削温度是一重要的物理现象,切削温度及其分布直接影响刀具磨损和工件的加工精度及表面质量.本文通过分析切削力和刀—屑接触长度的计算,建立了刀—屑接触区的正应力与剪应力的分布计算模型,采用有限元法对稳态切削过程中切削温度分布进行了计算,得到了切削区切削温度的分布情况.     

矿井瓦斯恒温法检测的研究

恒温法瓦斯检测是一种新型的瓦斯检测方法,与传统检测方法比较,它具有检测范围大,稳定性好,响应速度快,抗激活和传感元件使用寿命长等显著优点。本文从理论上分析了恒温法瓦斯检测方法付诸于实用必须解决的主要问题,研究出一种用恒温法检测瓦斯的电路,为我国矿井瓦斯检测技术开辟了新的途径。     

夏季办公室气流组织的模拟研究

建立以办公室房间上送风、下回风的气流组织的三维模型,通过Fluent软件进行数值计算,给出室内不同送风速度、不同入射角度下的速度场分布和温度场分布状况。通过对不同位置的速度矢量图和温度云图的分析,得到了该室内较合理的气流组织,并依此来指导办公室内空调的设计和改进。     

宾汉流体在环空中温度分布规律研究

在钻井及采油工艺中许多流体表现为非牛顿宾汉流体特性,在现场施工中其流动换热特性将直接影响到井底参数的确定.从流体动量方程和能量方程出发,结合宾汉流体的本构方程,建立了宾汉流体环空中流动和换热充分发展时的控制方程组,并在恒壁温边界条件下对方程组进行了求解.得到了宾汉流体在环空中的温度分布规律.结果表明,宾汉流体截面上的温度分布与速度分布近似;等速核内温度随着压力梯度的增加而增加,随着屈服应力的增加而减小,随着视粘度的增加而增加;但等速核内的温度并不相等.     

某影城放映厅气流组织的数值模拟研究

针对武汉汉口繁华地带某影城放映厅内热环境不舒适的情况,应用CFD软件F luen t对该放映厅内的气流组织进行了数值模拟,给出了室内的温度分布情况,分析了存在的问题及原因,然后选取不同的送风速度和送风角度,模拟室内的气流分布状况,得到了比较满足人体热舒适要求的送风速度和送风角度.     

Coal Dust Explosions in a Large Scale Experimental Tube

Coal dust explosion conducted in a 200 mm diameter, 29.6 m long tube is prese nted in this paper. 40 dust dispersion system sets were used to disperse coal du st into the tube. A constant temperature hot wire anemometer was used to measure the gas velocity during the dispersion process. Kistler piezoelectric pressure sensors were used to measure the propagation of the pressure wave during the exp losion process. The overpressure of coal dust explosion in the tube was 70 kPa and the velocity of pressure wave...