基于采空区漏风量的遗煤温度预测模拟分析

为了能够依据采空区漏风量判定遗煤温度,利用理论分析和数值模拟方法,对采空区漏风量与遗煤温度场的关联性进行了分析。以五龙矿某工作面为例,对其遗煤自燃过程进行了数值模拟,分析了工作面供风量和遗煤温度与采空区漏风量的关系,得到了相关函数关系式。结果表明:随着遗煤温度的升高,采空区漏风量逐渐增加,并且漏回风量增加的幅度逐渐大于漏入风量增加的幅度,漏风量与遗煤温度之间近似存在二次抛物线函数关系;提出了采空区相对漏风变化率的概念,其与遗煤温度间存在近似对数函数关系;给出了影响采空区漏风量的其它因素,判定遗煤温度时要注意这些因素的影响。     

基于最小二乘法的高抽巷CO浓度变化规律分析

我国许多煤矿的煤层同时具有高瓦斯和严重自燃倾向,在抽放瓦斯的同时,容易造成采空区遗煤自燃。因此,监测采空区指标气体的浓度变化对预防采空区自燃非常重要。本文采用最小二乘法对山西阳煤五矿8403工作面高抽巷CO浓度进行分析,拟合得出了高抽巷CO浓度变化曲线,并对拟合方法、拟合效果进行了分析。结果表明,用最小二乘法进行拟合是可行、有效的。结合现场实际条件,分析了高抽巷CO浓度偏高的原因和之所以选取分析高抽巷CO浓度来预测采空区自燃的原因。结果显示,分析高抽巷CO浓度变化可以较早地发现采空区自燃。最后,分析了CO浓度与CO2、O2浓度的相关性,验证了用CO浓度预测采空区自燃的准确性。     

切顶沿空留巷U+L型通风采场煤自燃风险判定研究

为探究切顶沿空留巷首采面U+L型通风采空区煤自燃危险性,以蒙西棋盘井煤矿东区9-1#层11101工作面为工程背景开展研究。通过封闭耗氧实验,测定得出煤样的耗氧能力弱、不同氧体积分数下煤样的耗氧速度慢、窒熄氧气体积分数(煤耗氧临界值)为15%。通过现场实测确定切顶沿空留巷和工作面的两端压差和漏风分布,现场埋管实测得到回风侧的氧分布数据,搭建了切顶沿空留巷采场相似模拟实验台,得到采场的漏风移动规律。运用CFD仿真探究了切顶沿空留巷采空区的漏风与自燃氧化分布特征,得到采空区可能具有自燃危险的3个区域分别位于开切眼附近、靠近沿空留巷的5～10 m内和工作面后方。提出在尾巷注氮和沿空留巷边界注浆堵漏防灭火措施条件下,可将U+L型通风采空区自燃模式转化为U型通风采空区自燃模式的危险性判定,得到棋盘井矿采空区自燃氧化带的最大宽度为80 m,最低安全推进速度1.2 m/d,无自燃风险,为工程防灭火做出指导。     

通风不良室内火蔓延行为的大涡模拟

通风不良的建筑物室内发生的火灾具有很大的危害性.采用湍流大涡模拟方法,研究了通风不良室内火灾的烟气运动与火蔓延行为,得到了室内烟气温度、组分浓度、压力和速度等随时间的变化.在通风良好的条件下,计算得到的时均稳态的烟气温度与氧气浓度分布与实验相符合.在通风不良的条件下,模拟得到的烟气瞬时温度随时间的变化也与实验基本相符合,预报出了当氧气浓度消耗到较低程度时,火焰脱离壁面向通风口处移动的现象.     

煤矿灾害超前注水综合防治技术研究

针对高瓦斯易自燃厚煤层开采时所引发的系列安全问题,以研究煤层超前注水为切入点,以义马耿村矿12200综放工作面为研究背景,展开煤层注水工艺参数及效果的研究。研究发现,采用"多排扇形立体注水"可使煤体含湿率显著增加。对煤体注水前后相关参数的实测数据分析表明,"多排扇形立体注水"的超前压注工艺措施对降低工作面及进回风顺槽粉尘浓度、预防采空区浮煤自燃及抑制工作面瓦斯涌出的作用显著。此研究对高瓦斯易自燃综放面的综合灾害防治具有一定的理论及现实意义。     

综放采空区特性与氧浓度分布关系研究

在现场束管监测实验的基础上,分析总结了综放采空区特性.根据计算流体力学原理,采用FLUENT数值模拟计算软件,针对综放采空区的不同特性,分别对采空区氧化带和窒息带的关键划分指标"氧浓度"进行数值模拟.将模拟结果与实测结果进行比较,讨论了在考虑综放采空区不同特性情况下的数值模拟结果对采空区自燃"三带",即"散热带"、"氧...     

基于PFC3D的残煤自燃对露天矿边坡稳定性研究

为了了解残存在露天煤矿边坡内的残煤自燃对边坡稳定性的影响,使用PFC3D对某矿某边坡进行建模,在热力耦合的条件下,模拟了残煤自燃至不同燃空区深度时,边坡内部的岩体破坏过程,进而确定影响边坡稳定的岩体破碎区。研究表明:随着燃空区深度的发展,当深度较浅时破碎区分布为三角形;当燃空区超过80 m后,破碎区为喇叭口形;当燃空区超过100 m后,岩体内部破碎的分层较为明显;当燃空区超过160 m后,裂隙基本不向上再发展。因此,对于残煤层上覆完整高强岩体的露天煤矿边坡,不应以边坡表面的开裂情况判断煤层自燃程度,应进一步进行物理探测,从而采取有效措施保证边坡稳定。     

防烟空气幕防烟有效性模拟实验研究

利用火灾模拟软件FDS,以四川消防研究所高层实验塔二层为原型建立模型,对防烟空气幕的防烟有效性进行研究。本次实验在前室内设置测点,测定前室内的温度及CO浓度。实验结果表明:在未设置防烟空气幕时,前室内1.25m高度以上的测点温度稳定后均在35～45℃之间,CO浓度最大达到180ppm;在设置风幕后,前室内1.25m高度以上的测点温度稳定后在20～30℃之间,CO浓度最大为75.7ppm。因此,防烟空气幕能有效的减少烟气的进入量,降低进入前室的烟气的温度及有害气体浓度,为人员的安全疏散赢得时间。     

基于YanMeng台风风场的输电线路极值风速推算方法

极值风速作为输电线路抗风设计的重要参数,对结构的强度和年限标准意义重大。为克服采用观测资料直接推算极值风速的缺陷,给出了一种沿海地区输电线路极值风速推算的数值方法,即以台风风场物理方程为基础,利用历史台风进行反演,验证风场模型的适应性,随后结合台风年鉴,采用模拟圆和Monte Carlo抽样模拟进行研究点最大风速序列计算,并根据极值III型Weibull分布进行极值风速的推算。最后以海口市为例,对该极值风速推算方法进行详细阐述,推算了海口市近100a内重现期的极值风速,并与观测统计值进行对比,研究发现本文模拟效果较好,可以作为沿海地区输电线路抗风设计的理论参照。     

基于GIS的不同盖层下CO_2释放量随温度场的变化规律研究

城市土体温度场分布受覆盖层性质的影响,而土体中有机质分解速率及CO2释放量随温度变化而变化,因而,盖层性质将会影响土体的CO2释放量。在室内试验确定CO2释放量与温度场变化规律的基础上,通过野外观测站长期观测所得的不同盖层下土体温度场变化规律,建立了不同盖层下土体释放CO2与温度的关系模型;采用ArcGIS对南京大学校区的不同盖层进行分区,并利用CO2释放量与温度的关系模型生成了校区CO2释放量在某一时间段内的空间分布图。同时,分别以城区和郊区同一时段内的野外监测数据应用于研究区,研究了城市热岛效应对研究区土体CO2释放量的影响。     

煤矿安全预评价的未确知测度模型及应用

矿井自然灾害的安全预评价涉及不确定因素众多.本文根据未确知数学理论,建立了预评价指标体系、置信度识别准则及评分准则,构造了矿井安全预评价未确知测度模型,并对矿井的各个安全指标进行了定量分析.用上述方法对黄陵二号井自然灾害的评定结果与实际耦合较好,从而为煤矿建设项目的安全预评价开辟了一条新途径.     

我国矿难多发的原因

介绍了我国煤炭业的安全现状,分析了我国矿难多发的几个主要原因.认为责、权、利的不平衡、安全投入不足和严重超产、监管机制的无力、粗放的经济增长模式和教育理念的误导是造成矿难的主要因素,但深层原因是矿工的弱势身份地位,并在此基础上提出了相应的对策.     

煤层群多重开采上保护层防突研究

针对目前煤层群开采所面临的瓦斯灾害问题,基于一般的保护层开采理论,对煤层群中多重保护层开采进行分析研究,并对同组煤层的多重上保护层开采进行现场试验,通过多参数的考察,对保护效果、保护范围和合理参数进行了综合分析,确定所进行的煤层群开采消除突出危险效果显著,完善了保护层开采的基本理论。研究成果对于对类似开采条件的矿井防治煤与瓦斯突出及瓦斯综合治理具有一定参考价值。     

陕西渭北煤矿区地质灾害浅析

渭北煤矿区是陕西省的重要煤炭生产基地,随着矿区的开发,地质环境日趋恶化,地质灾害亦日渐增多。矿区地质灾害既普遍又严重,主要类型有:地震、活动断裂、滑坡、地面裂陷、泥石流及土壤侵蚀等。其内力型地质灾害主要受新构造运动所控制,而外力型地质灾害多与人类活动有关,即与矿区开发有关。     

不同矿井煤样变形破裂过程中的电荷感应实验研究

采用单轴压缩煤电荷感应信号测试系统,研究了不同矿井煤在不同加载速度下变形破裂过程中的电荷感应规律。研究结果表明,煤样在加载初期即有电荷感应信号,随着应力水平的增加,不断有电荷感应信号产生,且信号幅值不断增加,在应力峰值前后电荷感应信号最强,信号也最为丰富,煤样主破裂发生后仍有明显的电荷信号,但信号幅值较小;在煤样应力发生突变时有较强的电荷感应信号产生;抗压强度越高、冲击倾向性越强的煤样,电荷感应信号也越强,信号越丰富,持续时间越长;加载速度越大,所产生的电荷感应信号越强。电荷感应信号与煤的变形破裂和煤样类型有一定关系,可以用电荷感应信号反映煤的破坏程度。     

大寒岭倒转背斜复杂煤层结构冲击地压研究

受大寒岭倒转背斜的影响,大安山煤矿14槽煤后槽形成了极为复杂的煤层结构,其轴部及附近和两翼形成的急倾斜煤层是高应力区,具有冲击倾向性。首先用ANSYS有限元软件建立了包括复杂煤层结构在内的矿山模型,利用单元生死技术模拟轴部及右翼开挖;在此基础上,分析了采场围岩的应力场和位移场,圈定了冲击地压发生的危险区域,分析了冲击地压发生的机理;预测了14槽煤后槽开采的冲击倾向性,并指出在实际开采时,必须采取防冲措施,为避免冲击地压事故的发生提供了技术支持,具有一定的参考价值。     

可拓法评估煤矿瓦斯爆炸易发性

为了量化煤矿瓦斯爆炸的可能性,并为防治瓦斯爆炸提供量化指标,借鉴可拓学原理,对煤矿瓦斯爆炸易发性进行预评估。首先,详细阐述可拓学评估原理;接着,为了验证煤矿瓦斯爆炸易发性可拓评估的可行性,结合某一煤矿实例,比选煤矿瓦斯爆炸易发性的评价指标,并确定煤矿瓦斯爆炸易发性的分类标准,构建煤矿瓦斯爆炸易发性评估的经典域、节域和物元;然后,为了避免确定指标权重的人为主观因素的影响,提出用简单关联函数确定指标权重;最后,计算煤矿瓦斯爆炸易发性的关联函数值和关联度,确定瓦斯爆炸易发性的等级及其变量特征值。经计算,煤矿爆炸易发性的可拓评估结果为"很小"等级。同时,为了验证可拓评估结果的合理性,将其与模糊评估进行比较,两者所得评估结果相一致。从而表明:将可拓学应用于煤矿瓦斯爆炸易发性评估是合理可行的。     

中国煤矿灾害现状与减灾对策分析

以大量的数据资料，全面系统地分析了煤矿灾害的现状与致灾特点，提出了煤矿防灾减灾对策。     

基于神经网络的煤矿底板突水预测

阐述了运用人工神经网络建立煤矿底板突水预测模型的思路与方法,并以山东国家庄煤矿为例,对该方法的合理性和准确性进行了验证．研究表明,利用人工神经网络建立非线性系统的预测模型,具有自学习、自适应、精度高等显著优点．