非分散红外光谱分析技术在煤矿火灾气体在线检测中的应用（英文）

煤矿井下火灾气体的实时监测对于实现采空区自燃危险性辨识,防范重特大热动力灾害发生,保障煤矿安全生产至关重要。为解决现有非防爆型异地检测技术气体分析速度慢、系统误差大、无法实现原位在线监测的缺陷,在此提出基于非分光红外光谱(NDIR)技术的气体传感器浓度计算方法,推导了温度补偿后的NDIR传感器气体浓度计算公式;随后,以CO和CH₄为例计算了吸光度线性系数和温度修正系数,并进一步对比测试了CO、CO₂、CH₄和C₂H₄的计算精度和稳定性,结果表明基本误差和定量重复性均优于煤炭行业标准要求。基于NDIR技术设计了具有本质安全和防爆性能的监测主机、配套子系统及软件平台,以实现煤矿井下气体的就地采集、有源预处理、原位在线分析。现场应用表明：大南湖一矿NDIR气体在线监测与地面色谱分析的4种气体浓度偏差均在标准允许范围内。基于NDIR的气体监测系统具有精度高、分析速度快、安全性好等优点,已经在全国40余对矿井推广应用,为评价煤矿井下热动力灾害的发生发展状态、提升防灾减灾救灾能力提供了科学...     

障碍物排列方式对甲烷/空气爆炸特性影响研究

为了研究煤矿井下设备尺寸及安装位置对瓦斯爆炸特性的影响,利用自行搭建的小型瓦斯爆炸实验平台开展了不同阻塞率障碍物在管道内位置的变化对甲烷/空气混合气体爆炸特性影响的研究。结果表明,在阻塞率相同时,到达管道末端的时间随着障碍物距离点火源位置的减小而减小,障碍物距离点火源越近、阻塞率越大,火焰到达管道末端的时间越短,障碍物对传播火焰前期的影响要大于对传播火焰后期的影响;随着距离点火源位置的增加,不同阻塞率的障碍物对爆炸压力峰值呈现先增大后减小的变化规律,障碍物的位置在距离点火源400 mm时,爆燃压力峰值达到最大;在相同管道位置下,爆炸压力峰值随着障碍物的阻塞率的增加而增加。研究结果可为井下设备设计及安装位置提供理论支撑。     

羽状千米长钻孔抽采效果考察试验

探讨了羽状千米顺层长钻孔区域性预抽煤层瓦斯的特点和优越性,结合煤层瓦斯抽放理论,分析了钻孔瓦斯流量与负压及钻孔长度的关系,指出千米钻孔工艺是针对高瓦斯矿井区域性防突措施和井下煤层气开采的一种新型抽采技术。在山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河煤矿西轨措施巷1号和2号千米钻孔的应用研究表明：区域煤层瓦斯预抽率可达42%以上,且在煤层透气性系数和抽放负压条件相对不变的前提下,钻孔越长,百米钻孔初始瓦斯流量就越大,衰减系数随之减小,相同的时间内抽采率亦相应升高。     

高瓦斯矿井井筒揭煤突出危险性预测研究

分析了高瓦斯矿井井巷揭煤前进行突出危险性评价的必要性,以瓦斯压力、瓦斯放散初速度、坚固性系数等实测参数和建井资料为依据,利用单项指标法和综合指标法成功的对小西煤业有限公司回风立井揭3号煤层进行了突出危险性预测,结果表明:揭煤地点无突出危险性,为揭煤工作的顺利开展提供了科学依据.     

非等温吸附变形条件下瓦斯运移多场耦合模型研究

基于已有相关渗流理论和多物理场耦合理论,初步探讨了煤体的吸附解吸变形及温度对瓦斯含量的影响,并建立了关于应力场、渗流场和温度场之间瓦斯运移的多物理场耦合模型,借助数值分析软件(Comsol Multiphysics)对模型进行了有限元分析求解,分析了淮南矿业集团潘三煤矿13^-1煤层瓦斯压力、含量等随埋深的变化规律及煤层温度和煤的吸附变形对瓦斯分布的影响。结果表明：该模型模拟结果与煤层实际瓦斯赋存特征基本相符。     

地质构造对寺河矿煤层瓦斯赋存规律的影响分析

运用地质构造控制理论分析了寺河井田的瓦斯赋存特征,初步总结了寺河井田的瓦斯地质规律.针对3号煤层瓦斯含量高、压力大的特点,从瓦斯地质学的角度指出地质构造复杂、煤层埋藏深度大、围岩条件变化和水文地质条件复杂是影响寺河矿煤层瓦斯赋存规律的主要因素,为瓦斯防治工作提供了依据,对安全生产具有重要指导意义.     

定容燃烧反应器中瓦斯爆炸反应动力学计算模型

为解释和验证定容定质量绝热反应体系中瓦斯爆炸反应动力学机理的计算模型,将定容定质量绝热反应体系定义为一个理想反应体系,反应体系中的所有反应都在定容燃烧反应器中进行,将瓦斯气体定义为仅含甲烷的单组分气体,运用数值分析和数学物理方程的推导方法,以及物理化学研究方法,对定容燃烧反应器中瓦斯爆炸反应动力学机理的计算模型进行了推导、细化和求证,研究结果中方程组的解（温度参数和组分摩尔分数参数）准确的描述了定容定质量绝热反应体系中瓦斯爆炸反应动力学的变化过程和变化情况,从而解释和验证了定容定质量绝热反应体系中瓦斯爆炸反应动力学机理的计算模型。     

不同温度下气体竞争吸附特性对煤微观结构响应研究进展北大核心

煤矿井下瓦斯与煤自燃复合灾害是制约煤矿安全生产的主要因素,采空区遗煤自燃氧化特征与残余瓦斯和起始温度密切相关。综述了固-气吸附理论模型的研究进展,系统分析了国内外学者在多元气体竞争吸附特征、不同温度下含瓦斯煤微观孔隙结构演化及微观基团演变特征等方面涉及的研究方法、试验平台及最新进展,论述了不同温度条件下煤的孔隙特征变化特征以及大分子、官能团演变规律。     

TDLAS气体检测技术研究现状及其在煤矿中的应用北大核心

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)气体检测技术具有分辨率高、检测下限低和响应速度快的特点,已广泛应用于环境气体的在线监测。煤矿井下气体成分复杂,传统的气体传感器、色谱分析和光谱分析技术受限于方法本身或现场环境条件,存在不同程度的局限性。介绍了TDLAS气体检测技术的工作原理和特点;重点剖析了TDLAS技术在消防、石油化工、环保和煤矿气体检测领域的发展历程和研究现状;分析了该技术在井下甲烷气体检测和多种分混合气体在线监测等方面的应用效果。