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题名高瓦斯矿井采空区瓦斯与煤自燃耦合规律研究
被引量：13
- 1
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作者
邢震
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机构
中煤科工集团常州研究院有限公司
天地(常州)自动化股份有限公司
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2020年第3期6-11,20,共7页
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基金
国家重点研发计划项目(2016YFC0801804)
瓦斯-煤自燃耦合规律与协同预控技术研究项目(2016H004)。
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文摘
针对目前采空区瓦斯与煤自燃共同致灾数值模拟仅考虑流体影响、未考虑其他物理场影响的问题,采用Comsol-Multiphysics多场耦合数值模拟软件建立了采空区瓦斯与煤自燃耦合模型,分析工作面采场与采空区瓦斯和O2分布规律,探讨抽采量和进风量对高位抽采巷道瓦斯浓度和采空区底板O2浓度的影响,并综合确定最佳抽采量和进风量。结果表明:随着抽采量的增大,瓦斯抽采浓度先增大后减小,采空区氧化升温带宽度呈正相关增长,综合考虑瓦斯抽采效果与自然发火防治,建议高位抽采巷道最佳抽采量为90m^3/min;随着进风量的增大,高位抽采巷道瓦斯浓度和纯量先增大后减小,采空区进风侧氧化升温带宽度明显增大,最大时达到109.3m,而回风侧氧化升温带宽度变化幅度很小,综合考虑瓦斯抽采效果与自然发火防治,试验工作面最优进风量为1 500m^3/min。
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关键词
高瓦斯矿井
采空区
瓦斯与煤自燃耦合规律
瓦斯抽采
氧化升温带
抽采量
进风量
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Keywords
high gas mine
goaf
coupling law of gas and coal spontaneous combustion
gas drainage
oxidation temperature rise zone
drainage volume
air intake volume
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名采空区复合灾害环境下含瓦斯煤自燃特征研究进展
被引量：11
- 2
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作者
田富超
贾东旭
陈明义
梁运涛
朱红青
张同浩
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机构
中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿灾害防控全国重点实验室
煤炭科学研究总院
石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院
中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期2711-2727,共17页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52174229,52174230)
辽宁省自然科学基金资助项目(2021-KF-23-04)。
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文摘
采空区瓦斯与煤自燃复合灾害日趋成为制约矿井安全生产的主要灾害模式,煤自燃作为瓦斯燃烧、爆炸等灾害事故的“点火源”,无疑是防范煤矿采空区复合灾害的关键。目前关于采空区遗煤残余瓦斯(吸附态为主)与风流瓦斯(游离态)对煤自燃影响机理的认识还不够深入,为此探究了含瓦斯条件下煤自燃相关研究的最新进展。现阶段针对含瓦斯风流/气氛下煤自燃特性的研究内容较为丰富,但吸附态瓦斯影响条件下的煤自燃特性实验平台及相关研究成果较匮乏。研究表明,游离瓦斯易引起煤低温氧化气体产物出现明显的“滞后效应”,同时煤体放热强度减弱、活化能整体增大,这反映出氧化气氛中的瓦斯对煤自燃具有抑制作用;相应地,煤自燃过程中的官能团、自由基及煤微晶结构等微观特征参数均会随瓦斯体积分数呈现规律性演变。进一步,考虑到遗煤内部残余瓦斯与风流瓦斯的赋存状态差异,探究了瓦斯对煤自燃过程的影响机理,包括CH4对O_(2)的驱替稀释作用、CH_(4)与O_(2)的竞争吸附解吸引起的置换效应,以及高温环境下的O_(2)分子化学吸附和煤氧复合效应作用。基于此,提出了采空区遗煤在吸附态瓦斯影响下的自燃过程特性、含瓦斯煤自燃流–固–热–化多场耦合特征、含瓦斯煤自燃监测预警理论应用等亟待突破的瓶颈问题。
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关键词
煤自燃
复合灾害环境
微观特征
多场耦合
遗煤残余瓦斯
热动力灾害
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Keywords
coal spontaneous combustion
compound disasters environment
microscopic characteristics
multi-field coupling
residual gas of fractured coals
thermodynamic disaster
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分类号
TD752.2
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名综放采空区瓦斯与煤自燃耦合灾害危险区域识别研究
- 3
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作者
肖允友
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机构
山西长治郊区三元南耀吉安煤业有限公司
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出处
《现代矿业》
CAS
2022年第5期200-205,共6页
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基金
国家重点研发计划(编号:2017YFC1503100)
内蒙古自治区自然科学基金项目(编号:2020MS05010)
内蒙古自治区高等学校科学研究项目(编号:NJZZ21025)。
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文摘
为了定性定量研究综放采空区瓦斯与煤自燃耦合灾害危险区域,探究了综放采空区瓦斯与煤自燃耦合灾害特性,提出了采空区安全度与危险区域系数双重指标,建立了采空区瓦斯混合气体流动、气体组分对流扩散等多场耦合数学模型,采用COMSOL软件模拟保德煤矿81505工作面不同供风量条件下采场O_(2)与瓦斯气体浓度分布特征。研究结果表明:采空区氧化带呈非对称性,进风侧宽度较大。采空区瓦斯积聚在采空区深部靠近回风侧的范围内。在模拟供风量里,氧化带宽度随供风量的增加而增加,而采空区最高瓦斯浓度与上隅角瓦斯浓度随供风量的增加逐渐减小。随着供风量的增加,危险区域往采空区深部逐渐拓宽,危险区域系数与供风量呈线性关系。在同等供风量条件下,采空区不同平面的危险区域系数随距离底板高度的增加而降低。
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关键词
综放采空区
瓦斯与煤自燃
耦合灾害
定性定量分析
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Keywords
fully mechanized coal caving goaf
gas and coal spontaneous combustion
coupling disaster
qualitative and quantitative analysis
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分类号
TD752.2
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名煤自燃气体特征及其对瓦斯爆炸下限影响实验研究
被引量：7
- 4
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作者
顾周杰
刘贞堂
刘浩雄
钱继发
林松
李晓亮
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机构
中国矿业大学安全工程学院
中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室
中国铁路上海局集团有限公司徐州工务段
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2019年第11期59-64,69,共7页
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基金
江苏高校优势学科建设工程资助项目
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文摘
现有研究大多从煤自燃单组分气体或部分组分混合气体角度对瓦斯爆炸极限进行分析,而对煤自燃过程中不同阶段产生的混合气体对瓦斯爆炸极限的影响分析不足,对煤自燃与瓦斯爆炸的耦合致灾开展的实验研究较少。针对上述问题,通过模拟煤自燃实验装置研究了煤自燃过程中气体生成特征规律;采用20L球形爆炸装置对瓦斯混合煤自燃各个阶段生成气体进行实验,研究了煤自燃气体对瓦斯爆炸下限的影响。实验结果表明,实验煤样自燃过程中产生的可燃性气体主要为CH4,CO,C2H4,C2H6,C2H2等,其中CH4和CO体积分数最高,最高体积分数分别为0.75%和0.37%;煤自燃不同阶段产生的可燃性气体含量随自燃时间的增加和温度的升高均呈现增大趋势,煤自燃加热初期,温度小于80℃主要产生了CH4,CO可燃性气体,CO可以作为煤自燃缓慢氧化阶段的标志气体;随着自燃时间的持续,温度超过80℃后,开始产生C2H4和C2H6,随后逐渐产生C3H8气体,C2H4的出现表明煤氧化进入了加速阶段;煤氧化自燃后期,大约到220℃时出现C2H2,此时煤进入激烈氧化阶段;低体积分数的CO能抑制瓦斯爆炸,高体积分数CO能促进瓦斯爆炸,导致爆炸压力变大,爆炸下限降低;煤自燃过程中产生的混合气体增大了瓦斯爆炸压力,爆炸下限最大降低了0.55%,瓦斯爆炸的危险性变大。
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关键词
煤自燃气体特征
煤自燃与瓦斯爆炸耦合致灾
瓦斯爆炸极限
瓦斯爆炸压力
瓦斯爆炸下限
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Keywords
gas characteristics of coal spontaneous combustion
coal spontaneous combustion and gas explosion coupling disaster
gas explosion limit
gas explosion pressure
lower limit of gas explosion
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名不同风量和瓦斯条件下采空区自燃“三带”分布规律
被引量：17
- 5
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作者
郝宇
逄锦伦
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机构
重庆工程职业技术学院
中煤科工集团重庆研究院有限公司
瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室
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出处
《矿业安全与环保》
北大核心
2020年第2期40-44,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(51574279)
重庆市基础与前沿研究计划杰青项目(cstc2013jcyjjq90001)。
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文摘
为了研究不同风量和瓦斯条件下采空区自燃"三带"的分布规律,以新集一矿15#煤层131303工作面为研究对象,通过建立采空区多场耦合的数学模型,并利用COMSOL软件模拟了不同通风和瓦斯条件下采空区自燃"三带"分布特征,结果表明:随着风速的增加,采空区进风侧和回风侧氧化带宽度均显著增大,进风侧与回风侧的氧化带宽度的差距变小;氧化带宽度随着瓦斯涌出强度的增大而显著减小,随着通风阻力的增加而显著增大;瓦斯涌出强度越小,氧化带宽度受通风阻力的影响越显著。
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关键词
风量
瓦斯
采空区
煤自燃
数值模拟
自燃“三带”
分布规律
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Keywords
ventilation volume
gas
goaf
coal spontaneous combustion
numerical simulation
spontaneous combustion of"three zones"
distribution law
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分类号
TD752.2
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名瓦斯矿井工作面火区封闭后爆炸危险性快速预测方法
被引量：9
- 6
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作者
翟小伟
来兴平
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机构
西安科技大学能源学院
西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第9期2251-2255,共5页
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基金
"973"计划前期研究专项资助项目(2014CB260404)
国家自然科学基金资助项目(51404195)
中国博士后科学基金资助项目(2015M572583)
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文摘
为了对高瓦斯矿井工作面煤自燃火区封闭后甲烷爆炸危险性进行有效预测,利用质量守恒定律对封闭火区在短时间内甲烷和氧气体积分数的变化规律进行推演,构建封闭火区内甲烷和氧气的积聚模型,分析火区封闭以后采空区内的气体体积分数的变化规律及关键影响因素,基于时间交集理论对火区封闭后甲烷爆炸危险性展开讨论,应用甲烷、氧气积聚模型对某矿火区封闭后的甲烷爆炸性进行估算,得到了甲烷爆炸的可能性及发生时间,及时采取相应的预防措施,成功地避免了火区封闭后甲烷爆炸事故。
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关键词
煤自燃火区
封闭
气体运移规律
危险性预测
瓦斯爆炸
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Keywords
fire zone
sealing
gas transfer law
rapid prediction of risk
gas explosion
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
TD752.2
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名《工矿自动化》杂志2019年分类总目次
- 7
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2019年第12期106-108,共3页
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文摘
·工矿机械电力装备与自动化·煤矿坑道定向钻机钻进参数监测系统设计11多层次多粒度采煤机创新设计知识表达方法 122基于奇异值分解的掘进机振动信号特征量提取128煤矿井下电磁无线随钻测量信号滤波研究140基于本体的矿井提升机主轴系统故障诊断方法
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关键词
矿用带式输送机
煤自燃
煤矿井下
智慧矿山
瓦斯抽采
矿井火灾
矿用电机车
磁耦合谐振式无线电能传输
《工矿自动化》
切顶卸压
煤矿救援机器人
液压支架
应急救援
永磁同步电动机
煤矿救灾机器人
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分类号
TP
[自动化与计算机技术]
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