新型灌浆添加剂的研究与开发

矿井火灾是煤矿的重大灾害之一,在我国造成了严重的经济损失和人员伤亡.黄泥灌浆是防止煤矿自然发火应用最广泛的技术之一,但存在着泥浆脱水性差、阻化效果不稳定、与民争地等不足之处.因此,笔者提出了一种新的改进方法,利用阻化剂技术,开展了灌浆添加剂的开发和研究工作,最终研制成功了以吸湿性无机盐为基料,以多种功能表面活性剂为辅料的新型灌浆添加剂.通过阻化实验、保水实验和堵漏风性能实验表明:在泥浆中添加少量的该灌浆添加剂,可大幅度提高泥浆的阻化效果和保湿性能;而当泥浆中的添加剂浓度仅为5%时,泥浆的阻化率可达到80%以上.同时,含有该添加剂的泥浆,其堵漏风性能并无明显降低.     

矿井火区启封安全性分析及判别准则

矿井火区启封时火区状态判断失误会导致火区复燃或火区内瓦斯爆炸。为此,本文在分析矿井火区启封的安全性的基础上,从气体信息采集和火区燃烧状态的判断技术两方面,提出了相关准则。气体信息采集准则含气样代表火区状态真实性、提高气样代表火区大气状态的真实性、正确的气样采集方法十六项内容,主要论及钻孔取样、孔内测压、火区气体采样地点、倾斜巷道密闭取样、取样地点对气样准确度的影响、气样采集时间、采集钻孔封堵、混合气样分段采集方法、取样时间间隔、气样分析方式等。火区燃烧状态的判断技术准则含十二项内容,主要论及不同火区气体浓度条件和环境条件下正确判断火区燃烧状态技术。准则可为矿井火区治理中正确分析判断火区状态和启封条件提供参考。     

基于重要性分析的甲烷/乙烯混合燃烧框架机理构筑

建立了基于重要性分析的详细化学机理分析平台,利用耦合组分化学存活时间和敏感性系数的重要性参数,确定详细机理中的准稳态组分,通过移除这些组分及其相关反应,得到了计算精度较高的框架机理。针对目前燃烧学界较为关注的混合燃烧问题,以甲烷、乙烯这两种典型低碳碳氢燃料为研究对象,对其详细化学反应机理进行了分析,利用重要性分析法构筑框架机理,并对甲烷/空气和甲烷/乙烯/空气预混火焰进行了数值计算。与详细机理相比,框架机理所涉及的组分数与基元反应数都得到了大幅度的降低,计算时间明显减少,但对火焰温度及反应物、生成物、中间组分浓度的预测与采用详细机理得到的结果吻合良好,证明了重要性分析法的有效性与可靠性。     

基于BP神经网络的煤层自燃预测

在全面分析影响煤层自燃因素的基础上,建立了煤层自燃预测的人工神经网络模型.应用该模型对某煤田的多个煤层样本进行了训练和预测,网络经过10次训练后,误差达到设定的最小值,6次预测测试中最大误差仅为0.027 8,最小的为0.000 1.研究表明,该模型精度较高,可用于预测煤层自燃的实际应用.     

内燃机曲轴系振动响应的多体系统动力学分析方法

介绍了运用多体系统动力学进行内燃机曲轴系振动响应分析的方法.通过综合运用CAD建模、有限元分析以及机械系统仿真等技术,可以建立包括曲轴柔性体以及随曲轴一起转动的零件刚性体在内的整个曲轴系的模型,计算零件间的相互作用,分析曲轴的动态变形.建立了某车用内燃机曲轴系的多体系统动力学模型,并对其振动响应进行了计算.     

乌达煤矿采空区煤自燃影响因素评价分析

应用层次分析理论,选择影响乌达煤矿采空区煤自然发火的主要因素即煤的自燃倾向性、煤层的赋存条件、开采技术水平等,进行分析计算.依据层次分析法确定了采空区煤自燃各影响因素的权重系数,并对其进行总排序,最后进行综合评定各采空区煤自燃影响因素.评定结果表明:煤自燃倾向性M、煤的硫含量L、回采工作面推进速度g、地质构造d等是影响采空区煤自燃的主要因素.为制定相应的开拓开采方案和有效的防火措施,提供了科学的理论依据和切合实际情况的评价方法.     

硬木地板材料和棉花秆的变氧浓度热解燃烧表观动力学的实验研究

本文采用TG-FTIR分析方法深入研究了火场中硬木地板材料和棉花秆变氧浓度燃烧过程,深入分析了氧浓度对纤维物质燃烧表观热失重影响;通过大量的动力学参数计算得出了可燃物的表观活化能与实际氧浓度成线性关系;分析了氧浓度对木材燃烧气体产物的影响,并探索了氧浓度影响热解和燃烧的机理。     

多因素耦合条件下硫化矿自燃神经网络动态预测模型研究

硫化矿石自燃是多种因素、多场耦合综合作用的结果,是一典型的非线性问题.笔者应用人工神经网络技术,以Matlab软件为平台,通过现场调查和理论分析,建立了矿石含硫量、通风强度、环境温度3因素与硫化矿石自燃之间的预测模型;通过数据样本学习与部分现场监测数据相结合进行模拟,研究表明预测数据与实测结果基本吻合,误差控制在10%以内,取得了较好的效果.该研究为预防硫化矿石自燃提供一个新的思路和方法,具有一定的理论意义和应用价值.     

预防煤炭自燃的注砂技术实验研究

山砂是我国西北部矿区地表的主要自然资源之一,但如用其直接作为煤矿注浆防灭火的原料,不仅会造成输送管路的堵塞,还会引起输送管路的严重磨损.为此,首先研究了常见增稠剂羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸钠等对砂粒的悬浮性能,实验结果表明它们只能延缓砂粒的沉降.进而从理论上分析了砂粒悬浮的条件,发现具有一定屈服应力的假塑性流体特性的液体才能悬浮砂粒;并且悬浮砂粒粒径越大,所需屈服应力也越大.基于理论分析,研制了具有该特性的浆液,山砂在该浆液中不仅具有良好的悬浮性能,浆液还具有输送阻力小的特性.管道输送试验表明,浆液稳定性和流动阻力符合实际要求.     

涡喷消防车在化学事故中的抢险救援功能

我国化学工业中的有毒气体的泄漏,化学品爆炸、失火等特种灾害的发生频度随化学工业的发展速度而同步增长.涡喷消防车是一种特大功率的气体、洗消剂、灭火剂的喷射平台,在化学事故的抢险救援中,对吹散、稀释、洗消事故现场的有毒气体,强制通风、驱散有毒烟雾和火场降温有独特功能,有利于赢得抢险救援的宝贵时间.在防毒抢险和消防救援中,在保护人民生命安全和消除毒害及爆炸事故方面有其重要作用.