变化-失误致灾模型与煤矿安全决策管理

结合事故调查的具体案例，总结分析国内外事故致因理论的模型，在借鉴“变化-失误”事故致灾模型的基础上，提出从事故致灾的微观角度分析其致灾“变化”因素，完善我国煤矿安全决策管理体系，以达到事故预防的目的。     

封闭火区注惰危险性和临界注惰参数

为研究封闭火区注惰早期气体变化规律及爆炸危险性,基于重力流和射流理论,分析了封闭火区内层流和紊流气体层形成机制及特征,推导了防止密闭火区发生爆炸危险的注惰临界速度,并进行了实验证验。研究表明,封闭火区过程中,烟流会形成层流和紊流气体层。紊流气体层火源温度很高,含不完全燃烧产物,在封闭火区后,部分烟流逆流形成混合可燃气体层。当惰气注入速度不能使混合可燃气体层消失时,注惰侧的可燃气体会进入火源区域,进而存在爆炸危险。注惰射流含射流核心区、射流扩展区和湍流流动区。射流扩展区受卷吸作用影响,射流速度下降。湍流流动区射流扩展作用消失。以逆流可燃气体层重力流与惰气射流相互作用为基础,得出了临界注惰速度,其为可燃气体层与惰气密度差、巷道形状、注惰管口尺寸和注惰流量的综合函数。     

多单元区域方法在矿井火灾模拟中的应用

由于矿井巷道的狭长性,直接应用区域模拟软件CFAST的模拟结果难以得到保证.根据多单元区域的思想,将一断面为3 m×3 m矿井巷道分成30个单元,将相邻空间竖直开口的上下缘距离地面的高度s1和s2分别假设为0,0.05,0.1 m和3,2.95,2.9 m.分析3种假设物理模型在不同火源功率下模拟结果的差异性,发现利用CFAST进行矿井火灾模拟时,相同火源功率下,3种模型的结果非常接近,说明将s1和s2设置为0和3 m的假设是可行的,进而证明CFAST在矿井巷道火灾模拟中的适用性.     

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.     

矿井火灾应急救援能力评价

近几年在煤矿特别重大事故中出现了一个新特点,即许多特别重大事故发生后,由于矿井应急救援能力薄弱,造成事故危害和灾害范围进一步扩大。利用模糊综合评价法对矿井火灾应急救援能力进行综合评价,从而确定矿井火灾应急救援能力,了解应急救援中存在的问题,使矿井发生火灾后能及时启动应急救援预案,尽可能保护员工的生命安全,以减少事故损失。     

通风对掘进工作面煤燃烧影响的CFD模拟研究

基于流体力学和射流理论,采用CFD软件,数值模拟了有无通风2种状况下掘进工作面煤燃烧的火灾发展变化过程。模拟结果表明局部通风形成复杂流场,且明显加速了火灾的蔓延和烟气的流动,验证了局部通风机"保持原状"的控制原则,为实际救灾提供了一定的理论依据。     

自然发火标志气体实验分析及优化选择

为了更好的预报预测东欢坨煤矿自然发火,通过综合分析选取的4个典型煤样的C0,C2H4,C2H6等气体的检出温度,对比指标气体优选原则,研究和分析了东欢坨煤矿实验检出气体和煤样的自燃氧化结果.结果表明,东欢坨矿CO出现的临界温度值为50℃,而且在110℃左右气体产生量呈现单调递增趋势.因而,在50～350℃之间,选择一氧化碳作为预测预报煤炭自燃的标志气体是可行的,并分析了其它气体的缺点.由于东欢坨煤矿煤层中赋存有CO,因此,在利用CO作为预报预测自然发火标志气体和采空区密闭内取样分析时,必须进行修正,可采用CO含量差值法和Ico来消除环境因素和风量的影响,以便更好的预测预报煤炭自然发火和分析火区燃烧状况,对同类矿山的防火工作也有一定的指导意义.     

煤矿井下爆炸烟气动态稀释规律研究

煤矿井下瓦斯爆炸后会产生大量有毒有害的高温烟气,在未引起火灾或二次爆炸的情况下,这些烟气会在矿井通风的影响下,其浓度、温度呈一定规律不断下降,直至趋近于井下正常风流。将爆炸后烟气区看作一“衰变火源”,通过分析烟气稀释的实际情况建立了“火源区域”烟气稀释的物理模型,并分两个阶段分别推导出“火源区域”释放出的烟气浓度、温度随时间变化的规律,为进一步利用MFIRE火灾模拟软件对爆炸烟流稀释的网络模拟提供技术基础。     

瓦斯浓度和火源对瓦斯爆炸传播影响的实验分析

基于瓦斯爆炸冲击波结构的理论分析,用实验方法探讨火源2个因素对瓦斯爆炸传播的影响。指出瓦斯浓度、火源位置及能量是决定爆炸压力峰值大小及显示时间重要因素。     

煤田自燃表征系统的灰关联模型及应用

分析了适用于煤田自燃系统的关联分析方法,建立了煤田自燃表征系统灰关联模型和煤田自燃表征系统影响因子灰关联空间,确定了自燃表征系统灰关联分析因子为自燃深度、磁异常值、电异常值、地表温度和地表CO浓度,并以新疆某煤田四火区为案例,应用模型进行了计算,得出自燃深度关联序列依次为CO浓度、磁异常值、温度和电异常值.进而提出在进行火区监测时,应该将灭火前气体浓度值也列入监测范围,与磁探测共同应用有助于提高火区探测效率.