矿井火区密闭过程中自燃诱发瓦斯爆炸规律的研究

建立了煤矿火灾封闭过程中瓦斯爆炸的数学模型,以鹤岗某矿"8.21"煤层自燃火灾诱发瓦斯爆炸事故为原型进行了验证,分析了正常通风条件和火区密闭过程中火区气体流场、温度场、压力场分布特征,以及煤层自燃火灾诱发瓦斯爆炸危险性和煤层自燃引爆瓦斯过程的特征。     

近年来我国重大和特别重大瓦斯爆炸事故的新特点

基于重大和特别重大瓦斯爆炸事故矿井性质、矿井瓦斯等级、事故原因、采煤方法的分类统计,对事故发生的地点进行了详细的剖析,揭示了近年来大多数煤矿重大和特别重大瓦斯爆炸事故都由突发事件引起而发生在正常生产条件下低瓦斯区域的新特点和规律,提出了遏制重大和特大瓦斯爆炸事故的相关对策的建议.     

矿井火灾风流的远程自动控制

文章介绍了在火灾风流控制方面进行的软、硬件的研究成果,主要包括矿井火灾动态模 拟、控风方案制定、井下火灾监测及实施风流自动控制等内容。     

虚拟现实在煤矿重大事故调查分析中的应用

煤矿重大事故发生后,利用虚拟现实技术真实、形象、准确地描述事故发生过程和事故原因,及时向事故调查组进行事故汇报,有助于事故调查组进行事故分析和认证,这一点很难利用二维矿图表现充分。以陕西某矿发生的特别重大瓦斯爆炸事故为例,开发了煤矿瓦斯爆炸及火灾事故虚拟现实系统,并成功应用于对该矿事故的调查分析,利用粒子系统和动态纹理技术表现瓦斯爆炸、火灾,形象地显示了复杂的事故过程和发生原因。结果表明,虚拟现实技术用于煤矿重大事故调查分析,可以简化事故描述的复杂性,提高事故调查的准确性,使事故原因分析结果更具有说服力和权威性。     

煤矿井下瓦斯爆炸后爆源临近区域特殊热环境分析研究

为了研究瓦斯爆炸诱发次生灾害的致灾热因素,对煤矿瓦斯爆炸特殊热环境进行了分析。将瓦斯爆炸后的特殊热环境分为爆炸产生的高温高压的火焰波、较高温常压的爆源邻近区域的动态热环境两部分。通过对瓦斯爆炸火焰波的特征的理论分析和相关专家学者开展的瓦斯爆炸实验所测得火焰波特征数据,对爆炸火焰波的温度、速度等参数进行了分析。通过数学模型的建立,结合瓦斯爆炸后瞬间爆源所在巷道空气温度随距离的分布规律及数值模拟技术对爆炸后爆源临近区域的较高温、常压的动态热环境进行了研究。得出,瓦斯爆炸大多数是弱爆燃状态。爆炸后爆源临近区域空气温度随传播距离的增加逐渐降低,高温区域逐渐向远离爆源的方向运移,高温的持续时间越来越短。     

平巷烟流滚退逆行规律

运用环境流体力学及传热学的相关理论,研究了水平巷道火灾烟流滚退规律,通过对滚退烟流与巷壁间的热交换过程分析,得出了滚退发生时烟流逆行距离的函数表达式,并对其进行简化以便于实际应用。     

煤田露头自燃的渗流-热动力耦合模型及应用

分析了煤田露头介质内气体渗流及露头自燃热动力系统特征,建立了煤田露头自燃渗流-热动力耦合模型,推导了煤自燃过程中挥发分计算式.对新疆某煤田自燃火区进行了数值模拟.结果表明:开采引发煤田露头自燃时,燃烧中心集中在顶板附近,燃烧沿顶板向露头方向蔓延较快;高温区域靠近顶板,燃烧区域以外岩石内温度梯度变化不明显;自燃生成气体主要集中于露头自燃点下风侧方向,上风侧方向只有很小范围内有自燃气体存在;高温区域分布与自燃气体渗流方位位置一致;自燃加速了气体在煤岩介质内的渗流,有助于自燃的发展.根据模拟结果对煤田火区治理时火源探测、治理及监测等相关措施进行了具体分析.     

瓦斯爆炸引起支护木材起火的分析和判定

为了研究木材的支护煤层发生瓦斯爆炸后引起次生火灾的危险性,进行了瓦斯爆炸情形下支护木材次生火灾的发生机理的分析和研究。对包括不同初始浓度和体积的瓦斯爆炸火焰波的特性、爆炸后爆源临近区域的动态热环境进行了分析和研究。基于对爆炸后热环境的分析,应用快速热裂解仪开展了支护木材的快速热裂解实验,实验选取温度处于592~1 313 K,热作用持续时间分别为1,2,5,10 s。结合燃烧学基础理论,分别从可燃物、燃烧浓度极限、最低助燃氧浓度、感应期4个方面对瓦斯爆炸热环境下支护木材的起火可能性进行了分析和判定。得出,如果木材支护的煤层发生初始瓦斯浓度处于5.0%~9.25%之间的某个体积的瓦斯爆炸,则在爆炸后距爆源一定距离范围内就构成了引发支护木材着火的必要条件,就有瓦斯爆炸引起了支护木材次生火灾的可能。     

层次分析法在衰老矿井通风系统优化改造中的应用

结合衰老矿井的特点，依据其通风系统的评价模型，详细介绍了利用层次分析法来分析计算评价指标的相对重要性，从而为衰老矿井通风系统优化改造提供理论依据。将该方法应用于实际矿井，能够指导现场通风管理人员目标明确、重点突出地进行通风系统改造和日常通风管理工作。