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煤矿热动力灾害防控研究现状及趋势综述 被引量：2
1
作者 周西华 张潇文 +1 位作者 白刚 黄戈 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期534-544,共11页
为分析煤矿热动力灾害防治理论及技术相关研究现状,提高对煤自燃、瓦斯爆炸及诱发耦合灾害等方面的认识,系统总结了当前煤矿热动力灾害研究的成果,分析研究领域国内外进展及不足。研究结果表明:当前热动力灾害基础理论方面需深入多灾种... 为分析煤矿热动力灾害防治理论及技术相关研究现状,提高对煤自燃、瓦斯爆炸及诱发耦合灾害等方面的认识,系统总结了当前煤矿热动力灾害研究的成果,分析研究领域国内外进展及不足。研究结果表明:当前热动力灾害基础理论方面需深入多灾种耦合复杂致灾机理及影响机制的研究,防治技术方面需着力发展精细化、低碳化、智能化防治技术及装备,管理方面需以科学理论为基础,制定合理可行的监管监察防灾治灾临界指标。研究结论为煤矿热动力灾害防治理论及技术进一步发展提供参考。 展开更多
关键词 热动力灾害 煤自燃 瓦斯爆炸 耦合灾害 智能防控
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内蒙古褐煤大分子结构模型优化与高温燃烧机理的分子动力学模拟研究 被引量：2
2
作者 贾进章 田昊 +3 位作者 贾鹏 赵丹 王东明 宋海龙 《煤炭转化》 北大核心 2025年第2期35-46,共12页
在分子水平上了解褐煤的高温燃烧机理是至关重要的。通过工业分析和元素分析,XPS,^(13)C NMR核磁共振实验和表征数据构建了内蒙古褐煤大分子结构模型并对其进行了结构优化,基于反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,利用AMS软件研究了其在... 在分子水平上了解褐煤的高温燃烧机理是至关重要的。通过工业分析和元素分析,XPS,^(13)C NMR核磁共振实验和表征数据构建了内蒙古褐煤大分子结构模型并对其进行了结构优化,基于反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,利用AMS软件研究了其在2500 K~4000 K高温下的燃烧行为,重点分析了4000 K高温下的燃烧特性。通过ReaxFF MD的模拟结果得出了褐煤高温燃烧过程中的主要气体和自由基产物的反应占比,确定了褐煤高温燃烧的主要气相产物(CO_(2),CO,H_(2)O,O_(2))和活性物种(·O,·H,·OH,·CHO,·CH_(2)O,·CHO_(2))。通过MS软件的Dmol^(3)模块,重点分析了主要燃烧产物的静电式分布和扩散特性。结果表明:内蒙古褐煤的燃烧过程包括多种复杂的物理化学相互作用;通过静电势分布和扩散特性分析发现,自由基在燃烧链反应中生成和消耗对燃烧过程的维持至关重要(特别是·OH和·H),电势分布显示出明显的高活性特征,扩散特性表现出高扩散性和高迁移性,表明高温环境下的扩散和反应活性对燃烧效率和链反应的延续起到了关键作用,进一步揭示高温可以有效促进自由基的生成和消耗,从而优化燃烧效率并减少污染物的生成。 展开更多
关键词 褐煤燃烧 大分子结构模型 REAXFF MD 模拟 高温燃烧 自由基动力学
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复合阻化剂阻化性能实验研究
3
作者 周西华 王艳美 +3 位作者 王程 白刚 戴凤威 李世琳 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第1期72-78,共7页
为研究复合阻化剂阻化性能,基于煤自燃热失重过程中的特征温度和吸放热量以及官能团变化规律开展热重和傅里叶红外光谱相关实验,选用神东补连塔矿22406工作面的煤样作为研究对象,研究在不同剂量下复合阻化剂对煤自燃过程中的TG、DTG、DS... 为研究复合阻化剂阻化性能,基于煤自燃热失重过程中的特征温度和吸放热量以及官能团变化规律开展热重和傅里叶红外光谱相关实验,选用神东补连塔矿22406工作面的煤样作为研究对象,研究在不同剂量下复合阻化剂对煤自燃过程中的TG、DTG、DSC以及官能团含量等变化特征。加入不同剂量的复合阻化剂分析煤自燃氧化过程中微观结构以及宏观放热特性。研究结果表明:复合阻化剂通过抑制煤低温氧化过程中关键活性基团的相对含量,延缓煤炭低温氧化进程,当含有0.1 mL KH560的复合阻化剂添加量为14 mL时,阻化效果最明显,其对2种活性基团的抑制程度为:含氧官能团(85.2%)>脂肪烃(84.8%)。在快速放热阶段,由于阻燃分子占据煤分子中的吸附位点,煤对复合阻化剂分子的吸附能力较大,对煤氧复合反应进程起到抑制作用,从而降低了放热效应;同时含量为14 mL(含0.1 mL KH560)阻化剂显著影响煤氧复合进程活化能的大小,放热量由3309 mW/mg降为2889 mW/mg,吸热量由21 mW/mg升为163 mW/mg。研究结果可为防治煤自燃致灾事故的理论研究提供参考。 展开更多
关键词 煤自燃 纳米氢氧化镁 阻化性能 傅里叶红外 热重
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引入风量波动因子动态解算矿井热流耦合通风网络
4
作者 贾瞳 马恒 高科 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2527-2539,共13页
为解决非定常风流介质在通风系统管道域中热流动,导致矿井风量产生连续状态下的多尺度波动,使得利用静态热压湿变风网解算模型映射的系统状态精准度不高问题,在风流流动实质为空气动力过程与热力过程耦合形成的多变过程的框架下,将系统... 为解决非定常风流介质在通风系统管道域中热流动,导致矿井风量产生连续状态下的多尺度波动,使得利用静态热压湿变风网解算模型映射的系统状态精准度不高问题,在风流流动实质为空气动力过程与热力过程耦合形成的多变过程的框架下,将系统运行状态实时精准映射等效为动态解算时间序列下矿井热流耦合波动通风网络。溯源热流耦合风量多尺度波动原理,明确风量波动致因主体为风流密度,以此为表征变量,以非稳态环境场和梯度流动场为边界条件,利用微元法研究风流的热流耦合属性随时间变化规律,提出了以时间为根变量的风流瞬态流动特征模型。定义风量波动因子以表示波动风量瞬态位置,代入风网静态解算模型中,构建连续空间特征下波动风网解算模型,提出波动因子与风流瞬态流动特征模型的转换方程,将瞬态流动函数作为波动传递变量代入波动风网解算模型中,形成了时间序列下波动风网动态解算模型,达到了实时精准映射风网运行状态的目的。为验证模型生产可行性,以双马一矿为工程对象,将时间序列下矿井跨岩层热环境信息作为初始值代入动态解算模型中,完成了全局风网实时解算,实现了将初始固定风量值拓展为时间序列下风量波动区间,实时反映了在风流热流耦合作用下的生产矿井通风系统运行特征。波动风网动态解算通过实时分析矿内环境-通风变量耦合效应,实现了风网状态精准定量映射,为后续定量决策提供数据基础和优化路径以提高智能控风的动态适应性和本质精度。 展开更多
关键词 智能通风 风网解算 状态重构 热流耦合 风量波动
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基于EWM-VIKOR模型的人体热应激评价指标研究
5
作者 游波 王思奇 +3 位作者 刘何清 罗骁 杨明 高科 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第6期232-239,共8页
人体长时间处于高温高湿环境中易引发热疾病,为评估室内高温高湿环境人体热应激水平,利用熵权法(EWM)确定平均皮肤温度(MST)、心率(HR)、口腔温度(OT)、耳膜温度(TT)测量参数的权重,基于多准则妥协解排序法(VIKOR)模型建立新的综合评价... 人体长时间处于高温高湿环境中易引发热疾病,为评估室内高温高湿环境人体热应激水平,利用熵权法(EWM)确定平均皮肤温度(MST)、心率(HR)、口腔温度(OT)、耳膜温度(TT)测量参数的权重,基于多准则妥协解排序法(VIKOR)模型建立新的综合评价指标QI,与主观参数、环境参数进行拟合以验证QI的合理性,通过改进生理应激指标(PHSI)的热应力强度分级确定QI的分级。结果表明:TT、MST、OT、HR的权重范围分别为0.1519~0.4211、0.1935~0.3452、0.1604~0.4269、0.1348~0.3391,MST的权重均值较高,受环境因素及劳动因素影响较大;QI的安全范围[0,0.36),热耐受范围[0.36,0.57],危险范围(0.57,1]。 展开更多
关键词 熵权法(EWM) 多准则妥协解排序法(VIKOR) 热应激 评价指标 高温高湿
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超音速动力喷雾装置结构优化及尘噪协同控制效果研究
6
作者 张天 陶爽 +4 位作者 葛少成 李胜 王长友 穆新升 郭雨浩 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2540-2549,共10页
超音速同轴气动喷雾降尘技术在呼吸性粉尘方面治理良好,其具有喷雾浓度高、雾滴粒径小、运动速度快等优势,但会带来严重的噪声污染,尤其是高频噪声。为解决该问题,对超音速同轴气动雾化降尘装置进行了结构优化,通过COMSOL Multiphysics... 超音速同轴气动喷雾降尘技术在呼吸性粉尘方面治理良好,其具有喷雾浓度高、雾滴粒径小、运动速度快等优势,但会带来严重的噪声污染,尤其是高频噪声。为解决该问题,对超音速同轴气动雾化降尘装置进行了结构优化,通过COMSOL Multiphysics软件研究了该装置优化前后拉瓦尔喷管内流场速度分布及声场分布,验证了其可行性,并结合试验,利用YSD130噪声分析仪、激光粒度分析仪、粉尘采样器开展测量,研究了不同气动压力、水流量下的喷雾噪声特性和变化规律及两喷嘴的雾滴粒径、降尘效率。结果表明:在拉瓦尔喷管内,两喷嘴声压级沿中心轴向外皆逐渐降低。优化后喷管内超音速层的厚度减小,使其所对应的声压级降低。当水流量为10 L/h时,随气动压力增大,两喷嘴声源处高频段声压级均呈增长趋势,传播方向处优化前呈先增大后减小趋势转变为上升趋势。优化后声源处声压级降低了约16.7%,峰值声压级降低了8.5%~9.3%,传播方向处声压级降低了约18%。气动压力为0.4 MPa时,随水流量增大,声源处优化前声压级由一直增大转变为低频段声压级呈先上升后下降趋势,中高频段呈上升趋势,传播方向处优化前呈先增大后减小趋势转变为下降趋势。优化后喷嘴声源处声压级降低了约9.8%,峰值声压级降低了19.2%~20.9%,传播方向处声压级降低了约12.7%。压力为0.4 MPa,水流量为12 L/h时,两喷嘴雾滴数量在50%的雾滴粒径皆在11μm左右,空间分布均匀。降尘效果随着测试时间的增加呈线性增长,降尘效率皆达到84%以上。研究在保证喷雾降尘效果的同时,通过结构优化降低了雾化过程的致噪声压级,为超音速动力降尘喷雾的安全应用及粉尘、噪声的协同控制提供了理论与技术支持。 展开更多
关键词 超音速同轴雾化 结构优化 噪声测量 降尘效率 喷雾效果
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微波循环加热对不同含水质量分数煤体的力学及渗流影响
7
作者 齐消寒 刘忠桦 +2 位作者 刘晓东 张颖 谢文坤 《兰州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期398-406,共9页
为研究微波循环加热(MCH)对不同含水质量分数(w(H_(2)O))煤岩的力学及渗流特性影响,开展不同w(H_(2)O)下MCH煤样的常规三轴加载试验.结果表明,在相同w(H_(2)O)下,MCH煤样的峰值强度小于未MCH煤样,泊松比大于未MCH煤样;经MCH后煤岩在压... 为研究微波循环加热(MCH)对不同含水质量分数(w(H_(2)O))煤岩的力学及渗流特性影响,开展不同w(H_(2)O)下MCH煤样的常规三轴加载试验.结果表明,在相同w(H_(2)O)下,MCH煤样的峰值强度小于未MCH煤样,泊松比大于未MCH煤样;经MCH后煤岩在压密、弹性、屈服和破坏各阶段应变波动与集中现象整体呈减弱趋势,局部应力集中现象更明显;未MCH煤样主要呈单剪破坏,破坏裂隙以开度较小的倾斜裂隙为主,MCH后煤样破坏裂隙更加均匀;随w(H_(2)O)的增高,未MCH煤样渗透率呈线性下降趋势,MCH煤样渗透率呈非线性增长趋势. 展开更多
关键词 三轴加载 微波循环加热 裂隙 渗透率
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矿井火灾巷道通风热阻力计算与实验研究 被引量：15
8
作者 李宗翔 王双勇 贾进章 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2158-2162,共5页
针对火灾时期矿井巷道通风热阻力计算问题,对风流温度-密度变化的通风巷道,推导出一种规范表达计算式。指出从广义的通风原理上,火灾时期的风流(热)阻力仍然包括摩擦阻力和局部阻力,同时还包括火燃烟气这一外来风源的附加阻力。新公式... 针对火灾时期矿井巷道通风热阻力计算问题,对风流温度-密度变化的通风巷道,推导出一种规范表达计算式。指出从广义的通风原理上,火灾时期的风流(热)阻力仍然包括摩擦阻力和局部阻力,同时还包括火燃烟气这一外来风源的附加阻力。新公式将通风阻力计算按巷道与流体"固-流双质"特性来表达,引入巷道几何风阻的概念,几何风阻是指巷道本身的阻力特性,与流体无关,它包括摩擦风阻和局部风阻两部分。从概念上,新公式对热阻力的本质有明确的辨析,在计算和分析上避免了容易出现的错误,由此推导出高温烟流通风阻力与火灾温度成正比。为了验证这一热流阻力效应,设计了一个实验管道装置,实验测定了热阻力随温度的变化,实验结果与理论推导结论相吻合。利用该实验装置还成功分离出了外源烟气流的附加阻力,实验结果表明,外源阻力完全是燃烧过程的物理映像,给出了有火灾外源气体参与热阻力贡献的实用算法。 展开更多
关键词 矿井火灾 热通风阻力 几何风阻 火灾源流阻力
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京西地质构造对矿井动力灾害的影响 被引量：7
9
作者 兰天伟 张宏伟 +1 位作者 韩军 宋卫华 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期17-19,43,共4页
研究京西(燕山西段及北京西山地区)区域地质构造及其演化对煤层的赋存控制作用,对揭示京西煤矿矿井动力灾害发生的动力学背景具有重要意义。从京西煤田内矿井动力灾害发生的区域构造背景入手,结合构造应力场分布特征,利用地质动力区划... 研究京西(燕山西段及北京西山地区)区域地质构造及其演化对煤层的赋存控制作用,对揭示京西煤矿矿井动力灾害发生的动力学背景具有重要意义。从京西煤田内矿井动力灾害发生的区域构造背景入手,结合构造应力场分布特征,利用地质动力区划构造凹地反差强度评价方法,对具备发生动力灾害条件的矿井给出量化评价指标。通过分析确定,京西煤田开采矿井具备发生矿井动力灾害的动力环境,这对指导矿井安全开采具有现实意义。 展开更多
关键词 地质构造 燕山构造运动 矿井动力灾害 地质动力区划 构造凹地
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煤岩导热特性实验及其对围岩温度场影响 被引量：6
10
作者 周西华 宋东平 +2 位作者 白刚 孙家正 王原 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第2期251-257,共7页
为研究煤和岩石的导热特性对围岩温度场的影响,选取多个矿井的煤、岩样品,采用LFA457型激光导热系数测试仪测定不同温度下煤和岩石的热物理参数.根据实验得到的煤岩热物理参数,采用数值模拟的方法研究围岩热物理参数对围岩温度场的影响... 为研究煤和岩石的导热特性对围岩温度场的影响,选取多个矿井的煤、岩样品,采用LFA457型激光导热系数测试仪测定不同温度下煤和岩石的热物理参数.根据实验得到的煤岩热物理参数,采用数值模拟的方法研究围岩热物理参数对围岩温度场的影响规律.研究结果表明:煤的热扩散系数和导热系数远小于岩石的热扩散系数和导热系数,而煤的比热容普遍高于岩石的比热容;煤和岩石的热扩散系数和导热系数均随着温度的升高而呈幂函数关系减小,而其比热容随着温度的升高呈线性增加.围岩热物理参数不同时,调热圈半径与围岩热扩散系数呈幂指数关系递增,壁面与风流温差随蓄热系数增加而线性增大. 展开更多
关键词 温度 热扩散系数 比热容 导热系数 蓄热系数 围岩温度场
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高层建筑动力灾害模拟分析(Ⅰ)——爆破所致建筑倒塌对相邻建筑的破坏研究 被引量：2
11
作者 崔铁军 李莎莎 +1 位作者 马云东 王来贵 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期596-602,共7页
为了解超高层建筑因爆破所致的倒塌或倾倒过程对周围建筑产生的破坏情况,使用基于颗粒流理论的PFC^(3D)作为模拟平台对该过程进行模拟。构建了A、B两栋结构相同、高度不同的超高层建筑,其相距30m。模拟分为三种工况(爆破点炸药量为10~6J... 为了解超高层建筑因爆破所致的倒塌或倾倒过程对周围建筑产生的破坏情况,使用基于颗粒流理论的PFC^(3D)作为模拟平台对该过程进行模拟。构建了A、B两栋结构相同、高度不同的超高层建筑,其相距30m。模拟分为三种工况(爆破点炸药量为10~6J、10~7J、10~8J),在其它条件不变情况下模拟了在A建筑爆破后倾倒或坍塌对B建筑的影响。模拟结果表明:当爆破药量为10~6J时,两建筑碰撞后B建筑先于A建筑坍塌,分别历经是72s和520s;当爆破药量为10~7J时,A建筑与B建筑历经84s后完成坍塌,这两种药量使建筑A均产生倾倒,在实际的过程中应避免。当爆破药量为10~8J时,可以完全破坏核心筒,便会产生对周围建筑最有利的A建筑坐塌破坏,进而减少对周围建筑的影响。 展开更多
关键词 建筑安全 爆破 倒塌或倾倒 相邻建筑 影响研究
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煤层注热CO_(2)驱替CH_(4)特性实验研究 被引量：5
12
作者 姜延航 周露函 +3 位作者 白刚 周西华 刘天祥 马英杰 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期70-77,共8页
为研究注CO_(2)增产煤层气过程中注气温度对煤层渗透特性变化的影响,利用自主研发的CO_(2)置换驱替CH_(4)实验系统,在注气温度为40,50,60℃条件下进行CO_(2)置换驱替CH_(4)实验,定量分析置换驱替过程中出口气体流量、孔隙压力以及煤层... 为研究注CO_(2)增产煤层气过程中注气温度对煤层渗透特性变化的影响,利用自主研发的CO_(2)置换驱替CH_(4)实验系统,在注气温度为40,50,60℃条件下进行CO_(2)置换驱替CH_(4)实验,定量分析置换驱替过程中出口气体流量、孔隙压力以及煤层渗透率等变化规律。研究结果表明:在实验测试的40~60℃范围内,提高CO_(2)注入温度有助于产出更多的CH_(4)及封存CO_(2),CO_(2)注入温度越高,出口混合气体流量和CH_(4)气体流量越大,呈现出先升高后降低并趋于稳定的变化趋势,实验结束时置换体积比分别为2.704,2.741和2.595,注气温度为60℃时驱替效果较好,每产出单位体积的CH_(4)注入的CO_(2)量最少;煤层孔隙压力随注气时间呈现先逐渐上升后趋于平稳的变化趋势,逐渐趋近注气压力0.8 MPa;注CO_(2)置换驱替CH_(4)及提高CO_(2)注入温度会降低煤层的渗透性,注气温度恒定时,渗透率随注气时间增加呈现先逐渐降低后趋于平稳的变化规律,注气温度由40℃升至60℃时,渗透率从0.0171×10^(-15)m^(2)下降至0.0098×10^(-15)m^(2),降低幅度为34.50%~42.69%。 展开更多
关键词 置换驱替CH_(4) 温度 置换体积比 孔隙压力 渗透率
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引入风流热流耦合特性的智能通风系统状态重构参数修正
13
作者 贾瞳 马恒 高科 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4316-4328,共13页
为精准定量重构时间序列下实际矿井通风系统状态,以实时反映风网运行特征,基于实际矿井中风流的空气动力耦合热力流动特征,提出了时空特征下风流状态属性变化式,以井下网络和通风动力参数作为修正指标,以动态风流状态属性为修正变量,提... 为精准定量重构时间序列下实际矿井通风系统状态,以实时反映风网运行特征,基于实际矿井中风流的空气动力耦合热力流动特征,提出了时空特征下风流状态属性变化式,以井下网络和通风动力参数作为修正指标,以动态风流状态属性为修正变量,提出了通风系统状态重构参数点修正模型。为表述通风系统的动态连续运行状态,在点修正基础上引入连续时间特征,构建状态重构参数区间映射修正模型,以求解出时间序列下的系统状态重构参数波动区间来完成精准状态重构。为验证修正模型可靠性,以常村煤矿为工程对象进行状态重构,结果验证了井下风流的动态热流耦合特征及提出的风流状态属性变化式的可靠性,得出了状态重构参数波动区间,达到了实时准确构建风网运行状态的目的,有效提高了后续风网实时解算和控风决策的本质精度。 展开更多
关键词 安全工程 智能通风 非稳态传热 状态重构 动态工况 热流耦合
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铺设隔热层对巷道降温效果的影响分析
14
作者 崔大雄 游波 +3 位作者 高科 杨明 韩巧云 陈元森 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期153-162,共10页
为解决煤矿深部开采带来的热害问题,基于ANSYS模拟软件,构建巷道隔热模型,分析不同隔热层基本参数和铺设方式对巷道壁面结构的影响,并进一步探究隔热巷道的降温效果。研究结果表明:铺设隔热层能减小围岩调热圈半径和延缓围岩散热,3种隔... 为解决煤矿深部开采带来的热害问题,基于ANSYS模拟软件,构建巷道隔热模型,分析不同隔热层基本参数和铺设方式对巷道壁面结构的影响,并进一步探究隔热巷道的降温效果。研究结果表明:铺设隔热层能减小围岩调热圈半径和延缓围岩散热,3种隔热层铺设方式对围岩温度场无明显影响;贴岩式隔热层铺设方式使支护层平均温度相较于无隔热层支护层温度明显降低,而贴壁式和夹心式则与之相反;增加隔热层厚度和降低隔热材料的导热系数可以增加隔热效果,7 cm为最佳隔热层厚度;入口风速或者风温过高都会影响隔热巷道的降温效果,隔热巷道适用于通风风速较低,入口风温较低,通风距离较长的高温巷道。 展开更多
关键词 隔热层 隔热巷道 降温效果 围岩温度场 温度梯度 风流温度
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复杂矿井通风网络快速等效简化算法 被引量：1
15
作者 贾进章 尚文天 +1 位作者 刘剑 邓立军 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期421-431,共11页
矿井通风网络等效简化技术是分析通风网络的有效工具。然而,随着矿井通风网络中分支数量的增加,通风网络的复杂性也在不断增加,传统的等效简化算法难以保持精度和计算速度。针对这些问题,提出一种复杂矿井通风网络的快速等效简化算法。... 矿井通风网络等效简化技术是分析通风网络的有效工具。然而,随着矿井通风网络中分支数量的增加,通风网络的复杂性也在不断增加,传统的等效简化算法难以保持精度和计算速度。针对这些问题,提出一种复杂矿井通风网络的快速等效简化算法。该算法通过图论中的强连通块算法快速检测网络中的单向回路,并通过改进等效简化子网的判定公式,避免了对单向回路的错误等效简化;通过节点的出入度规律与分支的流出流入节点提出了局部串并联子网等效简化策略,从而实现对网络中不包含角联结构的串联和并联等效子网的快速等效简化;基于等效子网节点对出入分支的风量平衡规律,提出对网络中需进行深度搜索的节点对集合的优化策略,通过减少不必要的节点对深度搜索,来提高简化过程的精度和效率。首先通过具有100个分支与71个节点构成的矿井通风网络展示了所提算法的具体简化过程,验证了其有效性。然后通过对10个真实矿井通风网络的实证测试表明,所提的2种优化策略都提升了传统算法的性能,对于100~1001条分支的实际矿井通风网络,与传统算法相比,所提算法在增加等效简化完全性的同时,将以秒为单位的网络等效简化时间数量级自(10,10^(3))降低至(10^(-2),1)。 展开更多
关键词 矿井通风网络 等效简化 时间复杂度 单向回路 局部串并联子网 节点出入分支风量
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矿井掘进工作面长压短抽通风除尘系统参数优化研究 被引量：1
16
作者 沈浩 金瑞雯 +1 位作者 高科 马恒 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2666-2676,共11页
为降低井下掘进机在掘进过程中产生的粉尘污染,改善井下空气质量,结合粉尘运移模拟仿真及现场实测的方法,通过对鸡东煤矿-600左6D回风巷掘进期间长压短抽除尘系统的性能分析,对不同抽压风筒位置、不同风量配置条件下的掘进工作面粉尘控... 为降低井下掘进机在掘进过程中产生的粉尘污染,改善井下空气质量,结合粉尘运移模拟仿真及现场实测的方法,通过对鸡东煤矿-600左6D回风巷掘进期间长压短抽除尘系统的性能分析,对不同抽压风筒位置、不同风量配置条件下的掘进工作面粉尘控制效果进行了有序研究。结果表明,在抽风筒距掘进迎头3 m、压风筒距迎头8 m、压风量为612 m^(3)/min和压抽比为1.6时除尘效果达到最佳。通过模拟仿真优化后的巷道,掘进面迎头粉尘质量浓度为25.47 mg/m^(3),距迎头57 m处粉尘质量浓度为34.72 mg/m^(3),现场实测结果进一步验证了这一优化方案,掘进面迎头粉尘质量浓度为28 mg/m^(3),距迎头57 m处粉尘质量浓度为35 mg/m^(3),实际除尘效率达到94.5%。优化后的除尘系统显著改善了工作面环境质量,为井下掘进工作面粉尘控制提供了有效的技术方案。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 长压短抽 除尘系统 数值模拟 除尘效率
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瓦斯爆炸抑制研究进展及发展趋势 被引量：3
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作者 贾进章 田秀媛 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第1期95-107,共13页
为有效控制和减小瓦斯爆炸事故造成的破坏性影响,不断完善抑爆理论体系,对瓦斯爆炸特性、抑爆材料和抑爆机理等方面的研究现状进行了综述和探讨。在瓦斯爆炸特性研究方面,主要总结了初始条件(瓦斯体积分数、煤尘的参与、点火源位置及点... 为有效控制和减小瓦斯爆炸事故造成的破坏性影响,不断完善抑爆理论体系,对瓦斯爆炸特性、抑爆材料和抑爆机理等方面的研究现状进行了综述和探讨。在瓦斯爆炸特性研究方面,主要总结了初始条件(瓦斯体积分数、煤尘的参与、点火源位置及点火能、试验管道类型及属性、其他可燃气体组分及含量)对爆炸特性的影响。从惰性气体、细水雾、粉体、多孔介质、卤化烃和协同抑爆六个方面总结了瓦斯抑爆材料和抑爆机理的研究进展。分析发现,抑爆机理主要包括物理惰化、蒸发吸热、抑爆剂分解吸热、吸附自由基、消耗自由基、协同作用等。提出了当前抑爆材料的局限性并给出了改进建议,将光学诊断技术、分子动力学、化学动力学和流体动力学的研究手段结合是揭示抑爆机理的发展趋势,抑制多元混合气体爆炸的研究及揭示抑制多元混合气体爆炸机理的研究有待深入,贴合实际矿井管路结构的试验研究设备对工程应用更具指导性。 展开更多
关键词 安全工程 瓦斯爆炸 抑爆机理 抑爆材料 抑爆设备
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惰气氛围影响煤中活性基团氧化反应的试验和模拟研究
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作者 高飞 白企慧 +2 位作者 周西华 白刚 张勋 《煤炭学报》 北大核心 2025年第9期4361-4372,共12页
为了研究惰气氛围对煤中活性基团氧化的影响规律及惰化机理,以水峪(SY)烟煤和模型化合物为研究对象,采用程序升温和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)试验与量子化学计算相结合的方法,从试验和模拟2个方面比较惰气对煤中不同活性基团氧化抑制... 为了研究惰气氛围对煤中活性基团氧化的影响规律及惰化机理,以水峪(SY)烟煤和模型化合物为研究对象,采用程序升温和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)试验与量子化学计算相结合的方法,从试验和模拟2个方面比较惰气对煤中不同活性基团氧化抑制效果的差异,并揭示CO_(2)和N_(2)对煤中活性基团与O_(2)反应的惰化机理。结果表明:CO_(2)相比N_(2)能更加有效地惰化煤中活性官能团的氧化反应,减少煤中含氧官能团的生成。温度越高,2种气氛对活性基团氧化反应的惰化效果越趋于一致,2种气氛对含氧官能团氧化过程的惰化效果差异较大,对脂肪烃氧化过程的惰化效果差异较小。CO_(2)和N_(2)均会降低基团中活性H原子的反应活性,改变个别活性基团亲核反应活性位点的位置,并且CO_(2)降低活性H原子反应活性的效果比N_(2)更显著。其中,N_(2)对烷烃与O_(2)发生化学吸附的影响较大,而CO_(2)对含氧官能团与O_(2)发生化学吸附的影响较大。2种气氛无论是抑制还是促进活性基团的氧化反应,CO_(2)与活性基团相互作用后的体系发生氧化反应的可能性相比于N_(2)均更低,放热量均更小。惰气种类对含氧官能团与O_(2)发生化学吸附和氧化反应的影响较为显著,对脂肪烃的影响较小。因此,CO_(2)和N_(2)对煤自燃惰化效果的差异与煤中官能团的种类和温度密切相关,在煤矿井下惰性气体防火技术中,应根据煤中官能团的种类、组成和现场温度综合评定惰气种类。 展开更多
关键词 惰气氛围 煤氧化 活性基团 抑制效果 惰化机理
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综采工作面架间超声速喷雾降尘技术研究与应用
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作者 荆德吉 赵勇 +3 位作者 胡俭 蒋卓 任帅帅 刘鸿威 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第10期3853-3863,共11页
煤矿综采工作面架间移架及采煤机运转过程中会产生大量粉尘,严重影响作业环境与矿工健康。利用COMSOL数值模拟结合计算流体力学(CFD),研究了王家岭煤矿12304综采工作面的风流、粉尘与雾滴运动规律。结果表明,喷头向下倾斜45°时,雾... 煤矿综采工作面架间移架及采煤机运转过程中会产生大量粉尘,严重影响作业环境与矿工健康。利用COMSOL数值模拟结合计算流体力学(CFD),研究了王家岭煤矿12304综采工作面的风流、粉尘与雾滴运动规律。结果表明,喷头向下倾斜45°时,雾化覆盖范围最优,可有效抑制粉尘扩散。在实验室测试中,对常用的雾化装置进行了优选,自研超声速抗风喷头表现出显著提升的抗风性(风阻保持距离达2.8 m,较传统喷头提升55%~133%)、优异的雾化特性(形成3.5 m×2.7 m的连续雾幕,雾滴粒径分布均匀)及更低的耗水量(减少7%~14%)。结合优化的45°向下倾角布置,在王家岭煤矿现场应用实现了91.32%的全尘降尘效率和86.59%的吸尘降尘效率,显著改善了作业环境,并在多处煤矿综采工作面应用此技术。该研究为煤矿综采工作面粉尘污染控制提供了可靠的理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 喷雾降尘 数值模拟 雾化试验 煤矿降尘
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基于知识图谱的煤矿液态二氧化碳防灭火技术研究进展与展望
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作者 白刚 王新阳 +3 位作者 周西华 张潇文 王继仁 宋双林 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期80-88,共9页
在矿山开采领域,火灾始终是困扰安全生产的重大难题之一,传统的防灭火技术虽各有特点,但都存在着一些不足,而液态二氧化碳因其独特的物理化学性质受到关注,近年来相关技术研究快速发展,为其在矿井防灭火领域的应用提供了有力支撑。在此... 在矿山开采领域,火灾始终是困扰安全生产的重大难题之一,传统的防灭火技术虽各有特点,但都存在着一些不足,而液态二氧化碳因其独特的物理化学性质受到关注,近年来相关技术研究快速发展,为其在矿井防灭火领域的应用提供了有力支撑。在此背景下,就中国知网中检索2000—2024年收录的190篇文献,利用文献可视化分析软件VOSviewer对我国液态二氧化碳防灭火技术研究进展进行探究,分析作者共被引、关键词共现等特征,并结合文献计量学方法,讨论了我国液态二氧化碳防灭火技术的发展历程、时空分布与热点方向等发展特征。研究结果表明:2000—2024年液态二氧化碳防灭火技术研究整体呈上升趋势,利用VOSviewer的作者共被引功能,发现目前存在6个科研成果产出较高的学术团体;VOSviewer的关键词共被引聚类图表明,目前已形成了3个相关性密切的关键词聚类,分别为采空区防灭火研究、液态二氧化碳防灭火技术研究、二氧化碳相变特征研究。在此基础上,剖析了我国液态二氧化碳防灭火研究存在的不足:(1)技术应用存在局限性;(2)二氧化碳灭火机理研究不足;(3)监测评估体系不完善;(4)关键技术突破与设备研发面临瓶颈。未来发展方向应聚焦于:(1)构建全流程综合应用策略,强化技术集成与协同创新;(2)深化微观机理探索,构建系统性理论模型;(3)完善监测体系建设,优化评估方法与手段;(4)攻克输送技术难题,研发智能管道安全设备。 展开更多
关键词 液态二氧化碳 防灭火 文献可视化分析 关键词聚类 研究进展 展望
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