煤矿井下电气火灾智能监控与灭火技术综述

针对煤矿井下电气火灾特点,对煤矿井下电气火灾进行成因分析,从变电站电气监控系统、电气智能火灾巡检、气体灭火系统、细水雾灭火系统和新型微胶囊灭火技术等方面,对煤矿井下电气火灾智能监控与灭火技术研究现状进行综述,并提出未来煤矿井下电气火灾智能监控与灭火技术发展的研究方向。     

含无机阻燃剂硅橡胶泡沫的阻燃及热分解特性研究

为制备出阻燃性能优异的室温硫化硅胶泡沫(SRF),本工作探究了无机阻燃剂对SRF的阻燃效果。首先,通过正交实验L_9(3~4)优选出极限氧指数(LOI)最大的SRF,再分别添加氢氧化镁(MH)、碳酸钙(CC)和氢氧化铝(ATH)制成SRF复合材料。然后利用极限氧指数仪、烟密度测试仪、同步热分析仪对SRF复合材料进行测试分析,并采用Coats-Redfern、Achar法计算其表观活化能。结果表明:优选出的SRF的LOI为29.5%,添加无机阻燃剂后其氧指数增大,其中添加30%(质量分数)ATH的SRF的LOI最大,为34.9%;添加无机阻燃剂后,SPF复合材料的烟密度降低,其中ATH抑烟性最好;MH和ATH均提升了SRF的热稳定性,当两者的添加量均为20%(质量分数)时,SPF复合材料的质量残余率分别提升16.5%、15.2%,而添加30%CC后其质量残余率降低4.7%,且热稳定性也降低;活化能越大,无机阻燃剂的阻燃性能越强,MH、ATH在低温阶段、高温阶段均具有明显阻燃特性,而CC主要在高温阶段的阻燃特性较为明显;研究结果表明,添加ATH的SRF复合材料的阻燃效果最好。     

含铂催化剂的硅胶泡沫阻燃性能实验研究

为研究不同含量铂催化剂对硅胶泡沫阻燃性能的影响,利用端乙烯基硅氧烷、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油等原料和不同含量的铂催化剂制成样品,对样品(铂催化剂量为0.2~0.8 g)的极限氧指数LOI、垂直燃烧、热释放速率、热稳定性及烟密度进行测试。结果表明:铂催化剂添加量为0.8 g时氧指数为29.1%,垂直燃烧达到UL-94V-0,阻燃性能相对较好;与铂催化剂添加量为0.2 g的样品相比,其热释放速率下降了36.5%,表明减缓了热裂解速率,降低了火灾危险性;炭渣表面裂缝窄小,表明铂催化剂量的增加有利于材料炭化层的形成,烟密度等级(SDR)由9.53下降到2.27,下降了76.2%,最大烟密度(MSD)下降了75%;由TG曲线得铂催化剂添加量为0.8 g时质量损失为28.09%,比铂催化剂添加量为0.2 g时质量损失减少了14.45%,表明铂催化剂添加量为0.8 g的试样稳定性更好。因此,增加铂催化剂的量可以改善硅胶泡沫材料的阻燃性能。     

顶板楔形槽导控压裂对“三软”煤层增透影响的数值分析

采用理论分析和数值模拟的方法,开展顶板楔形槽导控压裂对"三软"煤层增透影响研究,揭示了顶板楔形槽导控压裂卸压及增透原理,分析了顶板楔形槽导控压裂过程中煤岩体的裂隙发展分布规律,对松软煤层水力压裂与顶板楔形槽导控压裂的效果进行了比较。研究结果表明,顶板楔形槽导控压裂可以有效地提高"三软"煤层的透气性。     

环保型硅胶泡沫阻燃抑烟及热分解特性EI北大核心CSCD

以铂(Pt)为催化剂,采用脱氢法制备了环保阻燃硅胶泡沫(SiFs),通过锥形量热仪测试方法分析其火灾危险性,并利用极限氧指数、烟密度和热分析等手段研究了催化剂Pt及阻燃剂超细氢氧化铝(ATH)、超细碳酸钙(CC)、超细氢氧化镁(MDH)和氢氧化铝/碳酸钙(ATH/CC)对SiFs阻燃抑烟和热分解特性的影响。研究结果表明,SiFs的火灾安全性优于聚氨酯(PU)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料。Pt含量对SiFs的阻燃及热分解特性影响显著,当Pt的质量分数为0.6%和0.9%时,SiFs的阻燃抑烟性能较好。Pt质量分数为0.9%时,SiF的初始分解温度最高,热稳定性好。阻燃剂添加量越多,阻燃效果越好,添加ATH的SiFs阻燃性能最好。ATH和MDH具有优异的抑烟性能,但添加ATH和MDH的SiFs力学性能随添加量增加而下降。此外,Pt及阻燃填料能够影响SiFs的初始热解温度,减缓热分解进程。     

煤矿电缆火灾危险性研究

为了准确掌握煤矿电缆火灾危险性,采用NBS烟密度测试箱和锥形量热仪测试了煤矿电缆火灾烟气的光透过率、不同热辐射强度下电缆的点燃时间、热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、烟生成速率峰值(PSPR)和总产烟量(TSP),并对煤矿电缆火灾危险性进行了分析。结果表明：煤矿电缆光透过率下降很快,130 s基本降为0;与30 kW/m²时相比,35 kW/m²和40 kW/m²时PSPR、TSP和到达PSPR时间均明显降低;随热辐射强度增加,煤矿电缆的PHRR增大,40 kW/m²时THR是30 k W/m²和35 k W/m²时的1.99和2.43倍;热辐射功率越大,煤矿电缆火灾危险性越大。     

采空区煤自燃“防-抑-灭”协同防灭火关键技术

采空区煤自燃容易造成资源的浪费和环境的污染,同时能够引发瓦斯燃烧、粉尘爆炸等重大灾害性事故,进而造成财产损失和人员伤亡。为进一步提升煤自燃“防-抑-灭”协同防灭火技术,推动我国煤炭资源的绿色开采,对采空区煤自燃的原因及影响因素进行了分析;全面阐述了现有的采空区火灾的预防、抑制与灭火技术,并对比分析了各类“防-抑-灭火”技术的优缺点,指出了治理采空区煤自燃过程中存在的问题。     

煤矿带式输送机运输火灾风险智能监测与早期预警技术研究进展

从方法原理、系统应用和技术特点等方面出发,系统地论述了近年来带式输送机运输火灾风险智能监测与早期预警技术的研究进展,主要包括巡检技术、分布式光纤测温技术、机器视觉技术、无线通信网络技术与数据驱动技术;探讨了各种监测与预警技术的优点及不足;围绕煤矿巷道现有监测手段及数字智能化发展热点,提出了矿井带式输送机运输火灾与早期预警的新型智能化监测预警体系：“大（大数据）智（智能化）移（移动互联网）云（云计算）”带式输送机火灾监测系统和多方法耦合、立体式、连续性监测体系等。     

基于PSO-SVM的矿井输送带火灾危险程度预测模型研究

矿井带式输送机输送带火灾严重威胁煤矿安全生产。矿井输送带火灾风险监测预警方面存在指标内在关联性差、火灾不同发展阶段的标志性气体和特征温度不明确、火灾风险预警指标缺失等难题。因此,采用热重红外联用仪和锥型量热仪装置,研究了矿井输送带火灾热解燃烧的特性,热解初始温度段,首先生成较多的CO₂、H2O以及少量CO、HCl,温度升至252℃时,HCl生成量开始迅速增加,298℃时HCl的生成量达到峰值1.26%;CO在416℃时生成量开始迅速增加,485℃时CO的生成量达到峰值0.29%;CO₂在整个热解过程中产生量最大,总结出CO、CO₂、HCl作为输送带火灾监测预警指标。建立了基于粒子群算法优化支持向量机的模型,并对模型进行了最优参数与效果的研究分析。为了验证模型的准确性和可靠性,采用最小二乘误差指标将PSOSVM与SVM预测结果进行对比。     

矿用胶带火灾危险性评价研究

为解决目前矿用胶带火灾危险性评价中存在的主观分析和单一指标问题,提出了一种基于熵权法结合灰色关联度法的矿用胶带火灾危险性综合评价方法。利用NBS烟密度测试箱、锥形量热仪分析矿用胶带火灾烟气的光透过率、燃烧热释放速率、生烟速率和CO生成速率等火灾危险性关键影响因素,并建立矿用胶带火灾危险性多层次评价指标体系,综合评价不同热辐射条件下矿用胶带的火灾危险性。结果表明：在50 kW/m²的热辐射强度下,测试箱内的光透过率迅速下降,在70 s时降为0;与热辐射强度25 kW/m²时相比,35 kW/m²下的热释放速率峰值和总热释放量分别增加了29.06%和36.22%,生烟速率峰值和总烟产量分别增加了45.55%和31.54%,到达生烟速率峰值的时间缩短了92.59%;矿用胶带火灾危险性因素的权重排序为：燃烧危险(0.5216)>生烟危险(0.2522)>毒性气体危险(0.2261)。