煤矿乏风低浓度甲烷催化氧化数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT,通过导入CHEMKIN格式详细化学反应机理对煤矿乏风低浓度甲烷气体在壁面涂有Pt催化剂的蜂窝陶瓷通道表面的催化氧化过程进行数值研究,计算分析了有、无催化剂情况下乏风低浓度甲烷在通道内的反应情况,同时进一步分析了乏风甲烷浓度、入口进气速度、通道壁面温度及通道直径对甲烷氧化率的影响。结果表明:在蜂窝陶瓷通道内壁负载Pt金属催化剂不仅可以降低乏风中低浓度甲烷氧化所需的温度,而且可以大大提高甲烷的氧化率;甲烷氧化率随着乏风甲烷浓度和通道壁面温度的升高而增大,随着入口进气速度和通道直径的增大而下降。     

基于耦合协调度的煤矿安全应急管理评价

针对煤矿安全应急管理主动性和协调性缺乏易导致矿难事故发生的问题,提出基 于网络层次分析法（ANP）与序参量法的安全应急管理耦合协调度评价模型。通过归纳 煤矿安全应急管理进程中的耦合协调度,构建包括5个子系统、11个序参量以及33个二 级指标的煤矿安全应急管理耦合协调度评价指标体系。借助超级决策软件确定各指标权 重,然后采用序参量法对煤矿安全应急管理的预防、准备、响应和恢复4个环节进行协 调度测算。结果表明:示例煤矿安全应急管理的准备与响应两环节的各子系统协调度最 高,系统整体协调度较低。     

颗粒煤的多扩散系数瓦斯解吸模型及扩散参数反演研究

为研究颗粒煤瓦斯解吸规律,基于Fick定律建立了颗粒煤的多扩散系数瓦斯解吸 模型,完成了颗粒煤瓦斯解吸模型的数值试验。引入了非负约束最小二乘法反演算法（ NNLS）,通过试验数据反演得出颗粒煤的扩散参数的B谱,从而确定出颗粒煤瓦斯扩散 系数D的准确范围。研究结果表明:颗粒煤瓦斯解吸符合Fick扩散定律,颗粒煤的多扩 散系数瓦斯解吸模型能很好地解决单一扩散系数模型的扩散系数随时间衰减的问题,准 确反映了颗粒煤瓦斯解吸规律,单一扩散系数瓦斯解吸模型只是多扩散系数瓦斯解吸模 型的一个特例;NNLS是一种有效的反演算法,利用NNLS方法可以准确反演出颗粒煤瓦斯 解吸过程中的扩散参数的B谱,通过B谱可方便计算出颗粒煤的瓦斯扩散系数。     

中国煤矿工人心理健康状况的元分析

为研究我国煤矿工人心理健康状况年代变化趋势,结合传统元分析与横断历史研究方法,选取2007-2014年基于症状自评量表（SCL-90）所得36组数据,分析25 546名煤矿工人在该量表9个因子得分均值的变化规律。结果表明:除“精神病性”外,煤矿工人SCL-90各因子得分均值与年代均呈负相关（-0.85~-0.02）,其中“焦虑”、“敌对”与年代呈高度负相关,“躯体化”、“人际关系敏感”、“抑郁”与年代显著负相关;2007-2014年期间,煤矿工人的心理问题逐渐减少,心理健康水平稳步上升;与成人男性常模相比,煤矿工人在“躯体化”、“恐怖”方面的心理问题较突出;比较井下矿工与地面矿工在SCL-90得分均值发现井下矿工的心理健康水平明显低于地面矿工;分析2007-2014年间历年煤矿事故发生次数与煤矿工人SCL-90各因子得分发现,煤矿事故数越大,煤矿工人的总体心理健康水平越低。研究结果为煤矿工人安全管理措施及心理健康提升方案的制定提供量化依据。     

动扩散系数新模型下不同粒径构造煤的瓦斯扩散特征

为揭示不同粒径构造煤的瓦斯扩散特征,采用瓦斯解吸仪分别在井下现场和实验室内开展了原煤样和不同粒径的构造煤瓦斯扩散实验,并采用低温氮吸附法测定其孔径分布,采用动扩散系数新扩散模型计算各类扩散实验的初始扩散系数D0及其衰减系数β、有效初始扩散系数De0和有效动扩散系数De(t)。结果表明:各类粒径构造煤的瓦斯扩散率初期增长较快,但衰减迅速。同时刻下,粒径越大,D0越大,β越小,构造煤中孔隙由表及里孔径逐渐缩小,正是这种孔径特征控制了D0和β的大小。同时,粒径越大De0和De(t)越小。与之相反,井下构造煤原煤样具有更小的粒径,致使原煤样的瓦斯扩散速度更快,因此构造煤具有更严重的突出危险性。     

含瓦斯构造煤卸围压作用渗透性变化特征试验研究

针对含瓦斯煤轴压恒定卸围压渗透性演化规律,以新登煤业二1煤原煤样为研究 对象,利用自主研发的含瓦斯煤岩三轴应力蠕变渗流试验装置,开展不同围压下轴向应 力恒定卸围压渗流测试试验。基于实验结果表明:构造煤在应力加载阶段渗透率降低, 且轴压围压同时加载,渗透率变化与轴向应变符合线性变化,轴压加载阶段,渗透率与 轴向应变符合负指数函数变化规律;围压卸载阶段,渗透率在卸围压过程中一直减小, 随着轴向应变的增加,渗透率出现反弹,但未出现突变现象,渗透率增加阶段与时间变 化符合退化的负指数函数关系;构造煤渗透率卸围压失稳后,渗透率没有出现突变原因 认为煤样中没有形成较大的有效渗流通道,且在一定的有效应力作用下瓦斯渗流的有效 通道出现自愈合现象。     

烟气注入采空区封存的可行性与安全性分析

采用自制的煤大样量吸附实验装置测定了常温常压条件下煤对每种烟道气体成分 的饱和吸附量,并根据电厂烟气流量与工作面配风量的计算对井下注入烟气的安全性进 行了分析。实验数据结果显示,煤是一种多孔性物质,将电厂烟气注入井下采空区,每 吨煤可封存烟气中CO2约1.2 m3, N2约0.26 m3,其中烟气中SO2和NO2可全部被煤样封 存,揭示了利用烟气替代传统N2及CO2预防煤炭自燃的可行性;根据对电厂烟气流量及 回采工作面配风量的计算发现,在假定注入采空区的烟气与煤、岩没有任何吸附的情况 下,按照规定流量注入烟气未造成工作面回风巷中CO2、SO2气体浓度超标,NO2则超出 规定允许最高浓度,因此应对注入井下的烟气进行进一步脱硝处理。     

基于重整化群理论的采空区煤柱群临界失稳概率研究

为对房柱式采空区煤柱群安全稳定性进行客观评价,以概率分析为手段结合重整化群理论,深入研究了煤柱个体与相邻煤柱之间的荷载传递规律及煤柱群-顶板系统临界稳定性。得出结论:重整化群理论可适用于采空区煤柱群稳定性分析,确定煤柱群临界概率范围为0.147≤p*≤0.333;煤柱失稳荷载传递过程中的损失程度可用荷载传递系数α衡量,临界破坏概率p*随着荷载传递系数α的增加而递减;针对不同工况,需通过试验或现场实测获得传递系数α,才能准确的确定煤柱临界概率p*。     

Effect of seawater salinity on the synthesis of zeolite from coal fly ash

A novel method for the synthesis of zeolite was developed in this paper. The synthesis was carried out by hydrothermal activation after alkali fusion and coal fly ash （CFA） was used as raw material with seawater of different salinities. Seawater salinity was varied from 32 to 88 for zeolite crystallization during the hydrothermal process. The results show that seawater salinity plays an important role in zeolite synthesis with CFA during hydrothermal treatment. The products were a mixture of NaX zeolite and hydroxysodalite; seawater salinity more strongly affected the crystallization than the type and chemical composition of the zeolites. The yield of CFA transformed into zeolite gradually rose with the increase in salinity, reaching a transformation rate of 48%--62% as the salinity increased from 32 to 88, respectively. The proposed method allows for the efficient disposal of by-products; therefore, the application of seawater in zeolite synthesis presents promising economic and ecological benefits.     

煤矸石烧结砖厂废气凝结物的研究

采集煤矸石烧结砖厂隧道窑废气热交换器内壁的凝结物,利用XRF、XRD、IR、DTA-TG、SEM、EDS、ICP-MS和AFS等方法进行了研究。结果表明:凝结物主要为水合硫酸亚铁和水合硫酸铁,S含量为119.2 mg/g,且Se、As、Pb等微量元素在凝结物中富集。与煤矸石原料相比,凝结物中Se的富集程度最高,含量达到了0.637 mg/g,相对富集因子为467.52;S、Tl、Mo、As、Pb的相对富集因子从57.05依次减小到6.18,F及亲硫元素Sb、Cd、Zn、Ni、Cu、Co富集程度较低;Sr、Th、Be、Ba、U、V、Cr的相对富集因子小于0.5,显示在烧结砖制备过程中的挥发性很低。