基于响应曲面法的遗煤自燃分析与研究*

为研究高瓦斯易自燃煤层不同供风量、高抽巷抽采流量、低抽巷抽采流量3因素对采空区自燃“三带”分布影响规律，选取阳煤五矿8406工作面为研究对象，在数值模拟研究基础上，采用Design Expert软件进行Box Behnken试验设计，构建采空区氧化升温带宽度在3因素、3水平条件下的二次回归响应曲面模型，并对不同条件下采空区氧化升温带宽度进行预测与分析。结果表明:二次回归方程P值为0.001 6，预测模型显著，模型的失拟项为0.606 3，不显著，回归方程具有统计学意义；当供风量为1 500~2 000 m3/min，低抽流量为450~650 m3/min，高抽流量为100~200 m3/min时，对氧化升温带宽度一次项重要度排序为C（高抽巷抽采流量）>A（供风量）>B（低抽巷抽采流量），二次项重要度排序为AC（供风量和高抽巷抽采流量）>AB（供风量和低抽巷抽采流量）>BC（低抽巷抽采流量和高抽巷抽采流量），且AB,AC,BC之间均无交互作用。     

矿井热宽温度环境人体热健康分区热调节模型*

为评价矿井热环境中工人职业健康安全状况，提出矿井热宽温度环境人体热健康状态的基本特征与生理要求，分析热宽温度环境人体分区热调节规律与热健康状态的对应关系。基于生物控制论的观点，提出热宽温度范围内不同热应力作用下人体分区热调节机制，建立人体分区热调节模型。结果表明:模型能实现对环境热应力作用下人体物理热平衡状态与生理状态的参数化描述，揭示多因素作用下人体热健康状态的热应力边界与变化规律。分区热调节模型提供了人体热健康状态定量模拟平台，通过参数调整可使模型适应研究需求，模型为井下热环境工人职业健康安全状况分析与评价提供了可参考的思路与方法。     

FR-1阻化泡沫防灭火技术研究

针对综放孤岛工作面采空区漏风引起浮煤自燃的问题,以天池矿102综放孤岛工作面的应用为例,采用热重实验和热解动力学分析法进行FR-1阻化泡沫防灭火技术研究。对102工作面的煤样在阻化前后进行热重实验,通过热解动力学分析发现,阻化后进、回风巷煤样失水阶段的活化能分别增加了1.63倍和3.21倍;氧化增重阶段活化能分别增加了1.53倍和1.43倍,燃烧阶段活化能降低。现场应用发现,FR-1阻化泡沫具有良好的渗透性和堆积性,采空区的CO浓度不断下降并最终降到0ppm。研究结果表明,FR-1阻化泡沫能有效提高煤的失水活化能,具有良好的阻燃作用,能有效防止综放孤岛工作面的采空区自燃。     

基于Box Behnken设计的煤导热系数分析与预测

为研究分析水分、固定碳及密度3个因素对煤导热系数的影响,选取多个矿井不同煤质的煤作为实验煤样,使用NETZSCH LFA457型激光导热系数测试仪进行测定,并引入二次响应曲面试验设计思想,采用Design Expert软件进行煤质指标的Box Behnken试验设计,按设计表筛选实验数据,构建了导热系数多因素、多水平影响下二次回归响应曲面模型,并对不同采样地点的煤导热系数进行了分析与预测。结果表明:二次回归方程P值小于0.000 1,极显著,失拟项为0.072 4,不显著,回归方程具有统计学意义;当水分在0.9%~10.9%,固定碳在49.3%~83.6%,密度在1.2~1.92 g·cm³之间,对煤的导热系数一次项影响程度为密度>固定碳>水分;二次项影响程度为固定碳和密度>水分和密度>水分和固定碳,且固定碳和密度之间存在交互作用,水分和密度、水分和固定碳之间无交互作用;应用响应曲面模型预测的煤导热系数误差为4.3%,满足精度要求。     

温度对17α-乙炔雌二醇在SBR工艺中去除效果的影响

17a-乙炔雌二醇(EE2)属于人工合成雌激素,是活性较强的环境内分泌干扰物之一.在污水处理厂中,EE2主要是通过活性污泥的生物降解作用得以去除.影响活性污泥对EE2生物降解的因素很多,温度是影响因素之一.分别采用一级缺氧/好氧(A/O)模式和三级缺氧/好氧(A/O/A/O/A/O)模式运行的SBR工艺.考察了温度对EE2去除的影响.试验发现,随着温度的升高,EE2在水相和泥相中的去除率明显增加,其中在30℃时EE2去除率达到最大,2种运行模式下水相中EE2去除率均达到了96%以上;泥相是EE2生物降解的主要场所;EE2生物降解主要发生在好氧阶段,缺氧阶段EE2生物降解效果不明显.     

CO2注气压力对CH4驱替特性影响实验研究*

为研究CO2驱替CH4过程中注气压力对气体解吸特性的影响,采用自主搭建的驱替实验平台,在0.6,0.8,1.0 MPa不同注气压力下进行驱替实验,研究CO2驱替CH4过程中煤层温度、气体浓度、置换效率和渗透率等变化规律。实验结果表明:提高CO2注气压力可提高CO2置换驱替煤层CH4的效果。随着注气压力增大,CH4累计解吸量增大,CO2突破时间越短,CO2封存量越大,置换效率升高,驱替比下降。注气压力为0.6,0.8,1.0 MPa时,CH4累计解吸量分别为90.2,94.1,97.8 L;CO2封存量分别为19.73,19.92,20.21 mL/g;置换效率由76.9%上升到80.2%再到82.9%,驱替比由3.28下降到3.17再到3.09。注气驱替CH4过程中煤层温度升高,可分为低速升温、高速升温和趋于平缓阶段。煤层温度最高变化量分别为9.4,11.5,12.7 ℃。同一注气压力下,煤层渗透率变化可分为缓慢增长、急剧下降和趋于稳定阶段。     

供风量对褐煤自燃极限参数的影响研究

为研究不同供风量对褐煤自燃特性的影响规律，选取平庄瑞安煤矿褐煤作为试验煤样，利用程序升温试验和气相色谱仪，研究低温氧化阶段不同供风量条件下褐煤自燃极限参数与温度、供风量之间的变化规律。结果表明:温度在40~120℃时，随着供风量增大，褐煤的最小浮煤厚度和下限氧浓度降低，上限漏风强度增加；温度在120~200℃，供风量为40~80 mL/min和160~200 mL/min时，随着供风量的增加，其最小浮煤厚度和下限氧浓度增加，上限漏风强度减少；供风量为80~160 mL/min时，在供风量增大的情况下，褐煤的最小浮煤厚度和下限氧浓度降低，上限漏风强度增加；随着供风量减小，煤样临界点温度降低。     

基于Pathfinder的装配式建筑施工安全应急疏散研究*

为保障装配式建筑现场安全施工,提高紧急事件发生时现场施工人员安全疏散效率,利用Pathfinder软件进行建模,并结合人员体征、疏散速度和人员比例等进行仿真模拟,分析施工现场主体施工阶段预制构件、机械器具等物品堆放数量、位置规划和现场施工人员数量等因素对疏散时间影响。结果表明:装配式建筑现场施工人员疏散瓶颈区域为室内走廊和疏散楼梯口处;施工场地内物品堆放数量和位置规划对疏散时间影响较大;每层现场施工人员数量达到一定数值时,需采取限制措施。研究结果可为装配式建筑施工现场疏散通道合理规划和施工现场安全管理提供理论依据。     

考虑水渗流作用的顺层抽采模拟及参数优化研究

为研究水渗流作用对顺层钻孔抽采的影响，为抽采工艺参数优化提供理论依据，建立了考虑水渗流场的气水两相流固耦合方程，并利用COMSOL Multiphysics软件对赵庄矿1309工作面顺层钻孔的抽采负压与钻孔间距进行参数优化。研究结果表明:随着抽采时间增加，煤层水压与水相相对渗透率均快速下降后趋于稳定不变，气相相对渗透率先升高后不变，煤层瓦斯压力在抽采过程中逐步降低；抽采负压改变对煤层相对渗透率几乎无影响；在相同预抽时间里，抽采影响半径与抽采负压呈指数函数关系，抽采负压由15 kPa提高到27 kPa，可降低煤层瓦斯压力，有效影响半径扩散明显，超过27 kPa变化不再明显；钻孔间距设置为4.5 m可在预抽期内满足抽采要求且节约施工成本。     

碱性水对煤自燃特性影响实验研究

为了研究碱性水对煤自燃特性的影响，选取葫芦素煤矿102工作面煤样作为实验煤样，利用STA-449C型同步热分析仪进行热重实验，研究加入PH=8 NaOH的煤样与原煤以及加入蒸馏水煤样在空气氛围中燃烧失重、放热量、特征温度点等变化规律，并根据Coats-Redfern积分模型计算了3种煤样燃烧反应动力学参数（活化能、指前因子）。研究结果表明:加入碱性水的2号煤样失重量较1，3号少，燃烧失重速率更低；2号煤氧化燃烧温度区间缩短，着火温度点升高，放热量少，比1，3号煤分别少485.0，480.4 J/g；3种煤样反应机理基本遵循一级化学反应函数，2号煤各段活化能高于1，3号煤，但2号煤失水活化能小于3号，表明碱性水具有抑制煤自燃效应。