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不同变质程度煤燃烧阶段链烃生成规律 被引量:17
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作者 周西华 李昂 +3 位作者 聂荣山 白刚 宋东平 孙宝铁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1741-1746,共6页
为研究封闭火区内不同煤种生成气体组分及变化规律,选取平庄矿褐煤、王营矿气煤、朱仙庄矿焦煤和马堡矿瘦煤为试验煤样,通过热重确定了煤燃烧阶段的温度范围。采用双管电炉自制程序升温燃烧试验对4种不同变质程度的煤进行燃烧,对生成的... 为研究封闭火区内不同煤种生成气体组分及变化规律,选取平庄矿褐煤、王营矿气煤、朱仙庄矿焦煤和马堡矿瘦煤为试验煤样,通过热重确定了煤燃烧阶段的温度范围。采用双管电炉自制程序升温燃烧试验对4种不同变质程度的煤进行燃烧,对生成的链烃初现温度、体积分数及氧浓度变化规律进行了分析。研究结果表明:褐煤、气煤、焦煤和瘦煤燃烧阶段温度分别为247~433,279~542,313~574和333~618℃;煤变质程度越高,则其生成链烃气体的体积分数越小且耗氧量越大。当发生火灾事故且封闭火区后,可以综合考虑煤变质程度与火区监测的链烃生成量等因素,并根据链烃气体与温度的变化规律判定封闭火区火势发展状况,为进一步开展灭火奠定基础。 展开更多
关键词 煤燃烧 变质程度 热重试验 链烃 滞后效应
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褐煤燃烧阶段烃生成规律研究 被引量:15
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作者 周西华 白刚 +3 位作者 聂荣山 宋东平 李昂 孙宝铁 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期58-63,共6页
为研究煤矿火灾时期烃生成规律,对褐煤进行热重分析和管式炉程序升温实验,得到不同温度下CH4,C2H6,C3H8,C2H4,C2H2及O2的体积分数。结果表明:褐煤燃烧阶段温度为247-433℃;CH4体积分数在348℃达到最大值,耗氧量及C2H6,C3H8,C2H4,C2H2... 为研究煤矿火灾时期烃生成规律,对褐煤进行热重分析和管式炉程序升温实验,得到不同温度下CH4,C2H6,C3H8,C2H4,C2H2及O2的体积分数。结果表明:褐煤燃烧阶段温度为247-433℃;CH4体积分数在348℃达到最大值,耗氧量及C2H6,C3H8,C2H4,C2H2体积分数在399℃达到最大值;CH4,C2H4,C3H8体积分数及耗氧量与温度呈近线性关系;C2H6,C2H2体积分数与温度呈指数关系;随着温度升高,(C2H6+C3H8)/(CH4+C2H6+C3H8)比值升高,CH4/(CH4+C2H6+C3H8)比值、CH4/(C2H6+C3H8)比值均降低,C2H6/CH4,C2H2/CH4和C3H8/C2H6比值与温度呈指数关系变化,可以作为预测火区燃烧状态判定指标。 展开更多
关键词 褐煤燃烧 程序升温 耗氧量 燃烧状态
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褐煤燃烧阶段碳氧化物生成规律研究 被引量:10
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作者 周西华 宋东平 +3 位作者 聂荣山 白刚 李昂 孙宝铁 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期59-63,共5页
为研究褐煤燃烧阶段碳氧化物生成规律,以平庄瑞安褐煤为例,用自制程序升温系统完成褐煤燃烧实验,得到煤样燃烧阶段不同温度下煤样下游混合气体中的CO,CO2及O2体积分数,计算耗氧速率,CO与CO2生成速率以及格雷哈姆系数的3种形式R1,R2和R3... 为研究褐煤燃烧阶段碳氧化物生成规律,以平庄瑞安褐煤为例,用自制程序升温系统完成褐煤燃烧实验,得到煤样燃烧阶段不同温度下煤样下游混合气体中的CO,CO2及O2体积分数,计算耗氧速率,CO与CO2生成速率以及格雷哈姆系数的3种形式R1,R2和R3的值。研究结果表明:温度为250~399℃时,耗氧量、CO2体积分数、耗氧速率、CO2生成速率和R1值均随着温度的升高而增大;CO体积分数、CO生成速率和R2值在250~348℃时随温度的升高而增大,到348℃时开始下降;R3值与温度之间呈指数关系递减;整个燃烧阶段,R1值和R3值变化显著,R2值变化不大,说明格雷哈姆系数可作为预测褐煤燃烧状态的指标。 展开更多
关键词 褐煤 燃烧 程序升温 碳氧化物 格雷哈姆系数
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不同变质程度煤自燃特征参数实验研究 被引量:9
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作者 周西华 白刚 +3 位作者 聂荣山 宋东平 孙宝铁 李昂 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第1期37-42,共6页
为确定煤自燃及由火灾引发的瓦斯爆炸数值模拟所需的基础参数,利用热重实验研究了4种不同变质程度煤样放热量、质量变化规律,确定了4种煤样低温氧化阶段温度范围.根据热重实验确定的低温氧化阶段,利用管式炉程序升温和色谱仪进行生成气... 为确定煤自燃及由火灾引发的瓦斯爆炸数值模拟所需的基础参数,利用热重实验研究了4种不同变质程度煤样放热量、质量变化规律,确定了4种煤样低温氧化阶段温度范围.根据热重实验确定的低温氧化阶段,利用管式炉程序升温和色谱仪进行生成气体成分分析实验,得到不同温度下管式炉出口O2、CO、CO2气体体积分数,计算得出了耗氧速率、CO与CO2生成速率、放热强度随温度变化规律.研究结果表明:变质程度越高的煤,着火温度越高,低温氧化阶段温度范围越大;相同温度下,变质程度越低的煤,耗氧速率、CO与CO2生成速率、放热强度越大,越易自燃;CO生成速率大于CO2生成速率;耗氧速率、CO与CO2生成速率、放热强度随温度增加呈指数关系增加;随着耗氧速率增加放热强度呈线性关系增加.该研究可为煤自燃过程模拟计算与火区瓦斯爆炸危险性预测提供关键性基础参数. 展开更多
关键词 热重实验 自燃特性 变质程度 耗氧速率 生成速率 放热强度
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不同变质程度煤燃烧阶段碳氧化物生成规律 被引量:6
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作者 周西华 李昂 +3 位作者 聂荣山 白刚 宋东平 孙宝铁 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期34-39,共6页
为鉴定煤矿火灾事故封闭火区内不同煤种生成气体组分及研究其变化过程,通过热重试验确定煤燃烧阶段的温度范围。用双管电炉自制程序升温系统,进行4种不同变质程度的煤的燃烧试验,分析生成的CO和CO_2体积分数、耗氧量及CO初现温度变化规... 为鉴定煤矿火灾事故封闭火区内不同煤种生成气体组分及研究其变化过程,通过热重试验确定煤燃烧阶段的温度范围。用双管电炉自制程序升温系统,进行4种不同变质程度的煤的燃烧试验,分析生成的CO和CO_2体积分数、耗氧量及CO初现温度变化规律。结果表明:褐煤、气煤、焦煤和瘦煤燃烧阶段温度分别为247~433℃,279~542℃,313~574℃和333~618℃;随着变质程度增强,生成CO气体的初始温度滞后且CO的生成量减小,CO体积分数最大值和总浓度升高,CO_2体积分数最大值和总体积分数下降;燃烧阶段O_2,CO和CO_2体积分数与温度有二次函数关系。 展开更多
关键词 煤燃烧 煤的变质程度 程序升温 碳氧化物 滞后效应 初现温度
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不同变质程度煤燃烧特性参数试验研究 被引量:6
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作者 白刚 周西华 +3 位作者 孙宝铁 李昂 宋东平 聂荣山 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期56-61,共6页
为获得不同煤种火区瓦斯爆炸数值模拟基础参数,用热重试验方法确定不同变质程度煤燃烧阶段温度范围,通过管式炉程序升温和气相色谱仪分析气体成分,得到了煤燃烧耗氧速率、气体生成速率和放热强度与温度之间的关系。结果表明:褐煤、气... 为获得不同煤种火区瓦斯爆炸数值模拟基础参数,用热重试验方法确定不同变质程度煤燃烧阶段温度范围,通过管式炉程序升温和气相色谱仪分析气体成分,得到了煤燃烧耗氧速率、气体生成速率和放热强度与温度之间的关系。结果表明:褐煤、气煤、焦煤、贫煤燃烧阶段温度分别为247-433℃,279-542℃,313-574℃,365-594℃;随着温度升高,耗氧速率、CO,CO2生成速率、放热强度与温度之间均符合高斯(Gauss Amp)曲线模型;随着变质程度增加,耗氧速率与CO生成速率升高,CO2生成速率与放热强度降低;耗氧速率与放热强度呈线性增加关系,煤的变质程度越高,变化趋势越平缓。 展开更多
关键词 煤燃烧 热重试验 耗氧速率 生成速率 放热强度 回归分析
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新型防灭火材料固体泡沫特性实验 被引量:2
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作者 周西华 李艳飞 +2 位作者 李诚玉 宋东平 聂荣山 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第1期32-36,共5页
为提高泡沫材料的发泡倍数并降低成本,进行了固体泡沫特性及其添加无机物(黄沙)的实验研究.通过分析原料A马丽散与发泡剂B在不同配比下混合及混合加沙后固体泡沫的发泡特性,找出最佳配比和最佳含沙质量分数使发泡倍数最大,对比分析添加... 为提高泡沫材料的发泡倍数并降低成本,进行了固体泡沫特性及其添加无机物(黄沙)的实验研究.通过分析原料A马丽散与发泡剂B在不同配比下混合及混合加沙后固体泡沫的发泡特性,找出最佳配比和最佳含沙质量分数使发泡倍数最大,对比分析添加无机物前后的经济成本,并在天池矿102尾巷采空区进行了现场应用研究.结果表明:原料A马丽散、发泡剂B的最佳配比为1:1.2,当含沙质量分数为25%时发泡倍数最大为14.220且防灭火效果较好. 展开更多
关键词 防灭火 固体泡沫 特性 天池矿 发泡倍数 含沙质量分数
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不同变质程度煤燃烧阶段动力学参数 被引量:2
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作者 周西华 李昂 +3 位作者 聂荣山 白刚 宋东平 孙宝铁 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第4期348-353,共6页
为研究煤自燃特征温度及危险程度,通过热重试验确定各煤种各个阶段温度范围和特征温度值,并用Freeman-Carroll法建立了反应研究f(α),并求出燃烧阶段煤的指前因子和活化能,并对特征温度值、指前因子和活化能变化规律进行了分析.研究结... 为研究煤自燃特征温度及危险程度,通过热重试验确定各煤种各个阶段温度范围和特征温度值,并用Freeman-Carroll法建立了反应研究f(α),并求出燃烧阶段煤的指前因子和活化能,并对特征温度值、指前因子和活化能变化规律进行了分析.研究结果表明:6种煤样燃烧阶段温度分别为247℃~433℃、280℃~537℃、279℃~542℃、272℃~550℃、313℃~574℃和365℃~594℃;随着固定碳的增加,煤燃烧过程及特征温度点滞后,煤的活化能和指前因子增大,1#煤样最易自燃,6#煤样最不易自燃;T1温度从247℃增大到365℃,T2温度从386℃增大到479℃,T3温度从408℃增大到514℃,T4温度从433℃增大到594℃. 展开更多
关键词 煤燃烧 特征温度点 固定碳 指前因子 活化能 滞后效应
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不同风量下褐煤燃烧碳氧化物生成规律 被引量:2
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作者 周西华 白刚 +3 位作者 孙宝铁 聂荣山 宋东平 李昂 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第10期1020-1025,共6页
为研究火区封闭过程中气体组分变化,通过分析火区内气体成分判定火区燃烧状态,以安全封闭火区防止因火灾引发瓦斯爆炸事故.利用程序升温实验研究了风量分别为40 m L/min、80 m L/min、120 m L/min、160 m L/min和200 m L/min时褐煤燃烧... 为研究火区封闭过程中气体组分变化,通过分析火区内气体成分判定火区燃烧状态,以安全封闭火区防止因火灾引发瓦斯爆炸事故.利用程序升温实验研究了风量分别为40 m L/min、80 m L/min、120 m L/min、160 m L/min和200 m L/min时褐煤燃烧产生的碳氧化物体积分数及O_2体积分数变化规律.研究结果表明:风量越大,O_2体积分数变化趋势越小,消耗氧气量越小;相同温度条件下,O_2体积分数有随着风量增加呈现增加的规律性;随着风量增加,CO、CO_2生成量均减少,且CO、CO_2生成量与温度之间呈指数关系变化;相同温度下,随着风量增加,CO、CO_2生成量减少,且燃烧阶段CO生成量与风量呈指数关系变化,CO_2生成量与风量呈线性关系变化.随着风量增加,CO生成初始温度滞后,相同温度时CO生成量减少. 展开更多
关键词 褐煤燃烧 风量 滞后效应 碳氧化物 初现温度
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基于迁移学习的燃气管网泄漏定位方法 被引量:1
10
作者 陈岑 纪育博 +2 位作者 王欢 聂荣山 梁晓瑜 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第3期212-220,共9页
为增强燃气管网运行的可靠性与安全性,提高燃气管网泄漏故障的诊断能力,解决真实燃气管网泄漏数据样本稀缺及工况差异影响问题,提出基于迁移学习的燃气管网泄漏定位方法。首先,采用随机森林特征重要性排序方法,选取出TGNET仿真管网的5... 为增强燃气管网运行的可靠性与安全性,提高燃气管网泄漏故障的诊断能力,解决真实燃气管网泄漏数据样本稀缺及工况差异影响问题,提出基于迁移学习的燃气管网泄漏定位方法。首先,采用随机森林特征重要性排序方法,选取出TGNET仿真管网的5个压力监测点;然后,将3种不同压力工况下的压力监测点数据分别作为源域和目标域,输入特征,改进迁移学习传统联合概率分布适应(JDA)方法,以减小源域与目标域特征距离;最后,采用布谷鸟搜索(CS)算法,优化改进迁移学习算法的参数(映射后维度d'和学习率λ),实现无标签目标域泄漏管段的诊断。结果表明:所提复杂燃气管网泄漏定位方法可以有效提高无标签燃气管网泄漏识别效果,相比传统联合概率分布适应有更高的准确率。 展开更多
关键词 迁移学习 燃气管网 泄漏定位 随机森林 布谷鸟搜索(CS)算法 联合分布自适应(JDA)
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裂纹闭合对高压空气爆破冲击煤体瓦斯抽采效果影响 被引量:7
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作者 李守国 贾宝 +1 位作者 聂荣山 王永保 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2026-2030,共5页
鉴于高压空气爆破冲击煤体过程中裂纹闭合对瓦斯抽采效果的影响,基于能量和弹性理论,对裂纹闭合的长度进行分析计算,得到了闭合区域位置在距离爆破孔3.8 m。通过在丁集煤矿进行井下现场试验,结果表明:裂纹的闭合对该区域的瓦斯抽采影响... 鉴于高压空气爆破冲击煤体过程中裂纹闭合对瓦斯抽采效果的影响,基于能量和弹性理论,对裂纹闭合的长度进行分析计算,得到了闭合区域位置在距离爆破孔3.8 m。通过在丁集煤矿进行井下现场试验,结果表明:裂纹的闭合对该区域的瓦斯抽采影响表现为闭合区域瓦斯的涌出量增幅变小;在距离爆破孔1.0~4.0 m的区域内,随着距离爆破孔距离的增加观测孔瓦斯的涌出量增幅先增大后减小;在距离爆破孔1.8~2.5 m的区域内,瓦斯涌出量增幅最大;在距离爆破孔4.0 m区域,瓦斯涌出量增幅最小,接近裂纹闭合区域。理论计算和现场试验具有良好的一致性。 展开更多
关键词 高压空气爆破 冲击煤体 瓦斯抽采 裂纹闭合
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低透气性煤层致裂增透技术应用与展望 被引量:18
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作者 李守国 姜文忠 +1 位作者 贾宝 聂荣山 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第6期35-42,共8页
为了实现煤层气的工业化利用,分析了三维高压旋转水射流扩孔煤层增透技术、定向分段水力压裂增透技术、高压空气爆破致裂煤层技术的增透效果,应用上述煤层致裂增透新技术后,煤层气抽采量明显增加。高压水通过三维旋转钻头对煤体快速切... 为了实现煤层气的工业化利用,分析了三维高压旋转水射流扩孔煤层增透技术、定向分段水力压裂增透技术、高压空气爆破致裂煤层技术的增透效果,应用上述煤层致裂增透新技术后,煤层气抽采量明显增加。高压水通过三维旋转钻头对煤体快速切割迅速破坏煤体,实现对影响区域内煤层气的快速释放;特制封孔器将压裂孔分割为数段,增大压裂面积的同时最大限度地利用高压水能,大幅增加了煤层气的逸出通道;经过加压的高压空气可实现对目标钻孔的连续爆破,大幅增加了煤层的煤层气的逸出通道,经济成本低。由于物理破坏增透方式存在着能量损失大、裂纹扩展方向有一定的随机性、预期方向有一定的偏差等问题,提出研发能溶解部分煤基质溶剂结合物理破坏方式以增加煤层的透气性。 展开更多
关键词 煤层气 低透气性煤层 增透技术 裂隙
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基于采动裂隙演化特征的高位钻孔优化研究 被引量:35
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作者 王耀锋 聂荣山 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第6期86-91,共6页
为了提高高位钻孔的瓦斯抽采效果,以漳村煤矿2203综放工作面为工程背景,结合3号煤层的开采条件,首先应用关键层理论确定了3号煤层的顶板裂隙带位于其上方12.8~36.5 m,再采用薄板理论和数值模拟相结合的方法,研究了3号煤层顶板裂隙带的... 为了提高高位钻孔的瓦斯抽采效果,以漳村煤矿2203综放工作面为工程背景,结合3号煤层的开采条件,首先应用关键层理论确定了3号煤层的顶板裂隙带位于其上方12.8~36.5 m,再采用薄板理论和数值模拟相结合的方法,研究了3号煤层顶板裂隙带的分布和演化特征。结果表明,随工作面的推进,上覆岩层裂隙由下而上逐渐发育,工作面推进至60 m时主关键层以下形成较密集的裂隙,至110—170 m时部分主关键层岩块裂隙闭合,并在下部形成2个小范围压实区并逐渐扩展而形成大面积压实区。煤层顶板裂隙经历了一个产生—发育—部分闭合的过程。基于以上研究结果,对2203工作面2组钻场内的高位钻孔布置参数进行了优化。现场应用结果表明,优化后单孔平均瓦斯抽采量增加了2.39~3.03倍,单位钻孔工程效益提高2.00~2.58倍。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 高位钻孔 关键层理论 薄板理论 顶板裂隙带
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