封闭空间水及CO_2对瓦斯爆炸反应动力学特性的影响分析

运用化学反应动力学理论,采用详细的瓦斯爆炸反应机理,分析了封闭空间内水及CO2对瓦斯爆炸反应动力学特性的影响。在4种工况条件下,通过数值模拟的手段,分析对比了水及CO2对瓦斯爆炸过程中温度、压力、反应物浓度、自由基浓度以及爆炸过程中生成的部分致灾性气体浓度等变化趋势的影响,找出了水及CO2对瓦斯爆炸反应动力学特性影响的异同。结果表明:CO2在降低瓦斯爆炸的强度方面比水的效果好。     

大柳塔矿周边小窑火区危害评价及治理方案

针对大柳塔煤矿活鸡兔井周边小窑火区的特点,对大柳塔煤矿活鸡兔井受小窑火区的影响程度进行了评估,提出了剥挖回填灭火和地面钻孔注浆灭火2套小窑火区的治理方案,并对2套治理方案做了可行性分析及对比优选。结果表明:剥挖回填灭火方案可彻底根除火区,且最终成本相对较低,更适合大柳塔煤矿周边小窑火区的治理。     

激波管中水对瓦斯爆炸反应动力学特性的影响

为揭示水对激波诱导瓦斯爆炸反应动力学特性的影响规律,运用化学反应动力学数值分析方法,建立了描述激波诱导瓦斯爆炸反应动力学特性的数学模型,就激波诱导瓦斯爆炸过程中水对爆炸温度、冲击波速度、反应物摩尔分数、自由基摩尔分数及主要致灾性气体摩尔分数变化趋势的影响进行了数值模拟研究与对比分析。研究结果表明:在一定范围内,随着初始混合气体中水含量的升高,激波诱导瓦斯爆炸后,爆炸温度、冲击波速度,以及O自由基、H自由基、CO、NO和NO2等的摩尔分数均依次降低,而CO2的摩尔分数则依次升高。这说明在一定范围内混合气体中含水量的增加,会降低瓦斯爆炸强度,促进CO2的生成,抑制CO,NO及NO2等有毒有害气体的生成,尤其对H自由基和O自由基的抑制作用最为显著。     

我国矿井热动力灾害理论研究进展与展望

为给我国矿井热动力灾害的科学发展提供决策参考,促进我国矿井热动力灾害理论研究与防控技术安全绿色高效发展,对"矿井热动力灾害"进行了定义和分类,分析了我国矿井热动力灾害的特性,总结归纳了我国矿井热动力灾害理论研究的现状与进展,指出我国现阶段矿井热动力灾害理论研究存在以下主要问题:(1)各类热动力灾害间的耦合致灾机理尚不清楚;(2)灾害复杂致灾体系的基础研究尚不深入;(3)灾害叠加效应的理论基础尚不明确,未建立灾害叠加效应防控机制;(4)缺乏继发性灾害发生诱导机制的抑制理论与技术;(5)灾害环境探测技术亟待提高,继发性灾害隐患情况下的应急救援技术不成熟;(6)缺乏高效快速经济的隐蔽灾害探测方法与技术;(7)尚未建立矿井热动力灾害一体化综合防控体系。最后对矿井热动力灾害理论研究的发展方向进行了论述与展望,指出了未来我国矿井热动力灾害理论研究的重点研究领域:(1)灾害复杂体系基础理论;(2)各类灾害之间的耦合致灾机理;(3)灾害叠加效应与继发效应诱导机制;(4)隐蔽致灾因素准确探测理论与技术;(5)灾变期间的应急救援技术;(6)矿井热动力灾害"安全-绿色-高效"一体化综合防控技术体系。     

煤无氧升温中CO产生及变化规律的光谱分析

为阐明煤在无氧环境下升温过程中CO的产生及变化规律,利用程序控制升温和时间分辨红外光谱分析方法,在无氧环境下对煤进行程序控制升温,采集并分析了煤无氧升温过程中CO产生及变化规律的时间分辨红外光谱谱图,揭示了煤无氧升温过程中CO的产生和变化规律,建立了描述CO生成量与煤质量分数之间函数关系的方程。结果表明:在30~370℃,由于热解温度不够高,无CO产生;在煤失重最快的370~650℃,CO生成量随温度的升高而逐渐增大,并在641.5℃达到最大值;在650~800℃,由于与CO生成有关的活性官能团逐渐被消耗殆尽,CO生成量随温度升高逐渐减小并最终趋于零。     

煤层开采中CO产生及来源规律现场试验研究

针对目前许多矿井开采过程中回风隅角CO异常超限的问题,对煤层中CO产生及来源规律进行了现场试验研究。结果表明:矿井回风隅角CO浓度的升高主要发生在正常采煤时,即CO产生量的增加与煤炭的开采过程是密不可分的;煤层中原始伴生CO是风水沟煤矿和老公营子煤矿在煤炭正常开采期间回风隅角CO异常超限的重要原因之一;煤体破碎前后及破碎程度对CO的产生量影响较大,煤的粒度越小,比表面积越大,产生的CO越多;风水沟煤矿和老公营子煤矿主采煤层正常采煤期间回风隅角CO的主要来源是煤体被采落破碎过程中由于与空气接触发生低温快速氧化而产生的CO。