矿井避难硐室供氧系统研究

在矿山井下事故发生后的矿工自救中,设置避难硐室是十分必要的.供氧系统是避难硐室内避难人员生存的重要保障,避难硐室具有容载人数多、空间相对较大的特点.针对国内避难硐室采用的地面钻孔供氧、压风供氧、压缩气瓶供氧、化学氧供氧等供氧方式进行了研究,分别通过基本供风量、供氧量等参数的理论计算方法,密闭空间模拟试验的方法来对几种供氧方式进行比较,最终确定避难硐室设置多种供氧方式的必要性,为今后避难硐室供氧系统的构建奠定基础.     

矿井避难硐室正压密闭系统研究

矿井避难硐室在灾变时为矿工提供了隔绝密闭的避难空间,内部正压密闭系统起到了隔绝有毒有害气体的作用。本文对矿井避难硐室正压系统进行研究,确定影响矿井避难硐室正压数值的因素,通过理论计算确定了矿井避难硐室正压值,同时确定了矿井避难硐室的正压维持方式并设计了相应的余压阀。为保证矿井避难硐室正压的实现,对矿井避难硐室密闭系统进行研究,包括建筑密闭和设施密闭。     

避难硐室压风供氧系统压风量研究

分析避难硐室内人员生存环境主要参数变化情况,研究其压风供氧系统人均所需压风量。根据硐室内压风与人员呼吸CO2间关系,绘制硐室内空气中CO2体积分数随时间变化曲线,得出CO2体积分数稳定值与压风量的关系。通过分析CO2稀释方程、热量平衡、湿度平衡和O2平衡,确定人均压风量为100 L/min。在常村煤矿避难硐室进行80人16 h压风供氧生存试验,结果表明:压风量100 L/min能够满足硐室内人员呼吸需要,硐室内各环境参数均在国家标准要求范围内,温度的迅速稳定表明硐室周围岩体的导热性良好。     

工作面火灾CO运移规律及FED模型评价下的疏散参数研究

矿井工作面进风巷火灾对作业人员的逃生影响极大,有毒烟气尤其是CO是造成人员中毒死亡事故的主要原因。以山东某矿3302工作面为例,采用FDS软件研究不同风速下的CO运移规律,通过FED模型确定CO体积分数、人员接触时间综合影响下的安全疏散参数。结果表明:10 MW火灾规模下,工作面进风巷火灾稳定发展阶段,回风巷人眼特征高度处的CO体积分数相等,其表征运移速度与风速呈线性关系;可利用安全疏散时间随CO运移速度和人员逃生速度差值的增大而减小;在临界风速2.0 m/s时,极限可利用安全疏散时间最短。最后提出了合理设定避难硐室区域范围的计算方法,可为工作面火灾时期的人员安全逃生及避难硐室设定提供参考。     

新型应急避难硐室研究与设计

简要介绍了国内外避难硐室研究现状。针对避难硐室所要防护的灾害,确定了防护定位,选址注意事项,给出了硐室大小参考值,避难硐室强度与密闭性要求。进行了避难硐室内部生存系统设计,包括多级供氧系统、空气净化系统、温湿度控制系统、动力系统、监测通讯系统等。     

旬东煤矿井下永久避难硐室构建研究

避难硐室的构建研究对硐室安全避险功能的实现具有重要意义。根据旬东井下人员分布及巷道布置情况,确定利用4-2采煤区现有巷道构建100人规模永久避难硐室;根据巷道尺寸、人均面积及设备体积等,计算得硐室有效宽度为4.6m,高度为3.5m,总长度为63.4m,人均面积为1.2m2;通过气密试验,测定0.135MPa避险区内外压差可达1980Pa;通过分析人员避险需求,确定旬东永久避难硐室生命保障系统由防火防爆系统、密闭缓冲系统、气幕隔绝系统、供氧系统、制冷除湿系统及附属系统组成。     

井下防水型避难硐室支护结构稳定性研究

为研究在淹井条件下防水型避难硐室的安全性,以归来庄金矿为例,采用FLAC~(3D)软件数值模拟开挖、锚杆支护、初喷、复喷、二次支护以及三次支护等6个支护阶段。得到应力、位移变化曲线以及塑性区范围。分析在无水压和1.5 MPa水压条件下围岩的变形特征和避难硐室支护结构的稳定性。结果表明:开挖过程引起的围岩形变和围压变化不大;在无水压条件下,锚杆支护后经过一系列喷浆支护可加固整体支护结构的稳定性;在1.5 MPa水压条件下,喷浆支护能够保证避难硐室稳定。     

矿井避难硐室防护系统研究

根据避难硐室的防护功能,确定防护系统由防火防爆、密闭、供氧、制冷除湿、监测监控、动力、通讯、定位、照明、医疗、食品、水、卫生几大系统组成;通过理论分析,确定防火防爆密闭系统抗爆压力影响因素为反射压力、入射压力、静压载荷、门体材料及安全系数;通过计算,可得100人避难硐室压风供氧系统总供风量不得低于36m3/min,其他供氧方式的最小供氧量不得低于60L/min。为避难硐室防护系统研究提供了科学依据及可靠数据,为矿井紧急避险系统的研究奠定了基础。     

中国安科院新发布标准《公众避难室毒气防护性能检测方法》(Q/CYAKY0003-2016)

正近期,中国安全生产科学研究院公共安全研究所制定并发布了标准《公众避难室毒气防护性能检测方法》(Q/CYAKY 0003-2016)。此标准规范了检测材料、流程、设备、数据处理等内容,形成一套避难室检测技术方法,填补了我国避难室毒气防护性能检测技术空白。该标准适用于受到有毒气体泄漏事故影响的企业、学校、幼儿园、医院、养老院、居民房屋等建筑的避难室避难效果评估。     

智利矿难与避难硐室建设

2010年8月5日,智利圣何塞铜矿发生塌方事故,后经各方救援人员全力营救,33名被困矿工于事发69天后成功升井,全部获救。这一创造了被困时间最长历史记录的救援奇迹让人们见证了避难硐室的作用。这一事件也让国内的众多媒体同时疾呼"我们的避难硐室在哪里?"随后国家安全监管总局     

Pressure characteristics and dynamic response of coal mine refuge chamber with underground gas explosion

Coal mine refuge chambers are new devices for coal mine safety which can provide basic survival conditions after gas explosion. In order to simulate the propagation of underground methane/air mixture blast wave, and check structural safety of coal mine mobile refuge chamber, an underground tunnel model and a refuge chamber model have been established based on explicit nonlinear dynamic ANSYS/LS-DYNA 970 program. Results show that the reflected wave pressure on the impact surface was about two times higher than that on the incident one. The relationship between the pressure fields of the chamber was analyzed. The maximum pressure of gas explosion reached about 0.71 MPa, and the pulse width was 360 ms. The maximum absolute displacement and stress occurs at the main door center and the connection of stiffeners and the front plate, respectively. The entire coal mine mobile refuge chamber was in elastic state and its strength and stiffness meet the safety requirements. The cabin door, the front plate and the connecting flange at cabin back as well as the stiffeners on each side were the most critical components. Suggestions were put forward for the refuge chamber.     

水泥窑用低氮燃烧器燃烧特性的试验研究

基于水泥生产线NO_x排放机理及控制方法,设计、研发了一种新型水泥窑用低氮燃烧器,并分析了天然气、煤制气及混合气的燃烧特性及其污染物的排放特性。结果表明:在过量空气系数α为1.2、二次风占比β为0.6时,新型低氮燃烧器燃烧天然气的效果较好,NO_x排放量为53 mg/m³,CO排放量为22 mg/m³;在相同燃烧条件下,煤制气燃烧温度及NO_x排放量比天然气高,CO排放量低于天然气;在过量空气系数α为1.2、二次风占比β为0.8时,NO_x排放量为57 mg/m³,CO排放量为6 mg/m³;天然气和煤制气掺烧时,其燃烧特性介于两者之间,且掺烧煤制气可提高天然气的燃烧速率。     

掘进巷道停风期间瓦斯超限应急处置技术研究*

为解决掘进巷道停风导致的瓦斯浓度超限问题,提出1种利用瓦斯抽采管路进行局部抽出式通风的应急处置技术措施,并采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对比分析掘进巷道停风期间采取应急处置技术前后的掘进巷道瓦斯浓度分布规律和防治效果。结果表明:对掘进巷道内现有的瓦斯抽采管路进行改造,在掘进巷道停风情况下利用瓦斯抽采管路中的负压对掘进巷道进行临时抽出式通风是1种有效的瓦斯超限应急处置技术;负压通风量的大小应依据生产现场的实际状况进行决定,掘进巷道若能在37 s内恢复正常通风,则可选取较小的负压通风量(5 m³/min)进行临时通风;若超过37 s仍不能恢复正常通风,则应选取较大的负压通风量(>5 m³/min)进行临时通风。     

西沟煤矿注CO2促抽煤层瓦斯模拟研究

为了提高瓦斯抽采效果,以西沟煤矿5315工作面注气瓦斯抽采方案为工程背景,开展注CO₂促抽煤层瓦斯模拟研究。通过对注CO₂驱替煤层瓦斯机理研究,结合注气瓦斯抽采过程中的气体运移场和煤体变形场的耦合关系,建立了注CO₂促抽瓦斯固气耦合模型;利用COMSOL Multiphysics软件模拟了工作面注气瓦斯抽采,对比分析了注气瓦斯抽采与本煤层顺层钻孔抽采的瓦斯抽采效果,论证了煤层注CO₂促抽煤层瓦斯工艺的可行性与有效性。研究结果表明:在工作面瓦斯抽采90 d后注入CO₂,对瓦斯抽采的促抽效果明显,煤层瓦斯压力降至0.46~0.49 MPa,瓦斯含量降低至4.22 m3/t;在90 d后注入CO₂促抽煤层瓦斯,在瓦斯抽采至第180 d时,抽采效果较钻孔瓦斯抽采明显提高,煤层瓦斯压力降低了7.84%~9.26%,残余瓦斯含量减少了18.63%。通过工程实测可知,5315工作面在注入CO₂促抽煤层瓦斯抽采后的瓦斯压力与瓦斯含量分别降低至0.48 MPa和4.76 m3/t,有效降低了煤与瓦斯突出的危险性。     

The influence of gas storage parameters on gas emission rate from borehole

Gas emission rate from borehole is one of the most important indexes for the coal and gas outburst prediction. The mathematical model of gas flow in the coal seam, gas flow into the measuring chamber, gas pressure change in the measuring chamber, and gas flow out of the chamber through the pipe is established. Gas migration in the coal seam, gas pressure in borehole chamber and gas flow in pipe is simulated using the finite difference method. Gas emission rate is obtained under dynamic boundary conditions. The influence of gas storage parameters on gas emission rate from borehole is analyzed. Results show that: the gas pressure and the permeability coefficient have great impacts on the value of gas flow quantity in borehole. The larger the original gas pressure of coal seam and the permeability coefficient of coal seam are, the greater the maximum value of gas emission rate form borehole and the later the maximum appears.     

The effect of vent ducts on the reduced explosion pressures of vented dust explosions

An investigation into the effects of vent ducts on reduced explosion pressures is described. Experiments were made using an 18.5m³ explosion vessel and a modified 20 1 sphere, with dusts having K_st values ranging from 144 bar ms⁻¹ to 630 bar ms⁻¹. The vent area/vessel volume ratio bursting pressure of the vent cover, and the length to diameter ratio of the vent duct have been varied. Straight vent ducts, and ducts containing sharp 45° and 90° bends have been used.A simple model to describe the effect of vent ducts on the reduced explosion pressure has been derived and compared with the experimental results. Agreement is shown to be satisfactory in nearly all cases. A comparison between the experimental results and guidance on the effect of vent ducts already available in the literature is discussed.     

家庭厨余垃圾分布式就地厌氧消化工艺及效果研究

针对厨余垃圾收运后集中处理模式的收集难、成本高的问题,设计了分布式就地厌氧消化工艺,用研制的设备进行半连续试验.运行80 d左右趋于稳定,稳定后的VS去除率高于60％;VS进料产气率、VS进料甲烷产率分别为0.444 m3/kg VS、0.245 m3/kg VS,VS去除产气率、VS去除甲烷产率分别为0.737 m3...     

救生舱水密及承压性能数值模拟与试验研究

透水事故是井下常发灾害之一。为满足井下紧急避险要求,救生舱不仅要具备持续耐高水压的能力,而且还需保持良好的水密性。为了检验救水舱的水密及承压性能,应用ANSYS模拟软件对舱体应力变化进行了数值模拟,确定了舱体应力值可能偏大的区域,进而选定了现场试验应变监测点;通过水压试验中心现场试验,制定详细升压方案,观察及分析试验现场和试验应变数据。实验结果表明,救生舱在外界水压达到3MPa的情况下,舱体未发生渗漏及明显变形,救生舱水密及承压性能良好。     

基于IPSO-BP模型的火灾气体传感器气压补偿算法

为完善飞机火灾检测系统,设计一套方案,模拟试验不同气压下CO、CO2气体传感器采集气体的体积分数值,并与理论值比较,进而提出一种根据粒子适应度值动态调整学习因子的粒子群算法.采用改进的粒子群(IPSO)算法寻找反向传播(BP)神经网络的最优初始权值阈值,再利用寻优后的BP神经网络修正CO、CO2气体传感器的检测结果,消...