矿井防爆门、盖自动封堵装置研发

煤矿井底发生煤尘瓦斯爆炸事故时产生的冲击波会冲开风井防爆门、盖,引起主风机风流短路,井底风流紊乱、通风系统瘫痪,导致毒害气体扩散、瓦斯积聚,引发二次爆炸。为了减少因此造成的损失,研发了一种在防爆门、盖被摧毁后能自动封堵的装置,通过感应防爆门盖的损毁信号控制充气动力设备对气囊折叠体进行充气,折叠体被充气弹出储藏硐室,沿支撑架构延展、膨胀并充满井筒横截面,实施对风井的密封,以维持灾后井底持续通风,降低灾害后果,为井底幸存人员的生存与自救提供有利条件。     

综采面高压注水联合高压喷雾二级防尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区新安矿综采工作面的实际状况,采用现场煤层高压注水实验方法,研究了高压注水条件下煤体增湿的规律;运用注水实验数据进行反演数值试验,优化煤层高压注水数学模型内部参数,利用注水数值模拟试验确定了综采工作面煤层高压注水减尘技术的最优参数;运用了高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法,分析确定了综采工作面采煤机外置高压喷雾降尘的最优参数,研发了孔径为1.2 mm的7孔高压集成喷嘴。新安二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾二级防尘技术应用效果表明:通过二级联合防尘措施,工作面全尘去除率高达96%,呼吸性粉尘去除率高达94%。     

Experimental study on advantages of foam–sol in coal dust control

In China, more than 2.65 million coal mine workers are exposed to coal dust. Every year, new pneumoconiosis cases amount to 25,000, among which 6000 cases die of this disease. The figure is twice the death toll in production safety accidents. Occupational diseases seriously endanger life and health of coal mine workers, and restrict the healthy growth of the coal industry.The paper presented a study of foam–sol-based coal dust control. This was an experimental study of characteristics of foam–sol-based coal dust control, which features dust capture, suppression, and isolation. Comparative wettability experiments were carried out to determine contact angles of water, aqueous foam, and foam–sol solution. A new foam–sol generating system with a conical diffuser outlet was proposed.The experiment results clearly showed that the foam–sol features dust capture, suppression, and isolation. The wettability of the aqueous foam solution was better than the foam–sol solution, but the foam–sol technology had the better ability to capture the airborne dust, suppress the static dust and enclose the dust source, due to the excellent surface viscosity, strong cohesiveness and less volatile property. The paper concluded that the foam–sol could greatly improve the dust control efficiency and did not have main deficiencies that the aqueous foam technology had.     

沙尘与大雾天气对京津石空气质量影响

采用北京、天津、石家庄2001-2010年沙尘与大雾天气的统计数据以及城市空气污染指数（API）,分析北京、天津、石家庄3市空气污染指数变化特征及大雾和沙尘天气下北京、天津、石家庄3市空气质量情况,进而得出沙尘大雾天气对京津石空气质量的影响。结果表明：2001-2010年间北京、天津、石家庄3市API总体呈下降趋势,天津、石家庄相对于北京空气质量改善较为明显,且空气质量夏季〉秋季〉春冬季。沙尘天气条件下,北京、天津、石家庄3市API平均值分别为255、179和167,空气质量出现良的比率天津为24%,北京、石家庄为10%左右,出现重污染的比率北京高达50%以上,天津和石家庄均在20%左右;3市沙尘天气高频次均出现在3-5月份,但北京沙尘天气发生次数远大于天津和石家庄。大雾天气条件下,北京、天津、石家庄3市API平均值为185、130和167,空气质量出现优或良的比率：天津〉石家庄〉北京,北京和石家庄出现重污染的比率均接近30%,天津不到10%,所以大雾天气对3市空气质量影响较小,大雾天气频次的变化波动并未对该地区空气质量的年际变化造成显著影响,3市高频次大雾天气集中在10-12月份,对该时段内空气污染呈现加重趋势有一定的贡献。所以沙尘和大雾天气均对北京、天津和石家庄空气质量存在不利影响,其中对北京影响最为严重,对天津影响最轻。整体上沙尘对3市的空气质量影响较大,大雾天气影响较小。     

基于量子遗传算法的液压支架喷雾效率的参数优化设计

为了提高综采工作面液压支架喷雾的降尘效率,通过分析影响支架喷雾降尘效率的因素,以支架喷雾效率最高为优化目标,利用量子遗传算法对喷嘴到产尘点距离,雾化角度,喷雾压力,喷嘴个数,喷嘴直径多参数进行优化。结果表明:液压支架的采煤机移动喷雾降尘效率增加了1306%,液压支架上的移架/放煤喷雾降尘效率增加了1333%。此研究对于支架喷雾降尘系统的设计,参数的合理选取有一定的参考价值。     

露天矿粉尘源强分析及贡献率实验研究

针对某露天矿山实际情况,结合粉尘污染扩散理论,应用函数拟合与数值计算的方法,对该露天矿钻孔、爆破、铲装、汽车运输、倾倒作业产尘点的源强进行测定与分析,研究不同粉尘源对总产尘量的贡献率。分析得到爆破作业的产尘贡献率最大为98．145％,除爆破以外汽车扬尘为最主要设备产尘源。     

影响上海的一次沙尘过程WRF-Dust数值模拟

利用完全耦合大气化学模式WRF-Dust(Weather Research and Forecasting-Dust)对2011年5月1~4日影响上海地区的一次典型沙尘天气过程进行了数值模拟研究,并与观测资料进行了对比分析.结果表明:WRF-Dust模式成功模拟了此次沙尘过程的形成、发展和演变的整体特征及其影响时间及范围;较好地模拟了沙尘到达上海的时间(模式和观测均在1日11:00前后)和直接影响的结束时间(2日02:00前后),而且模式沙尘浓度与观测资料较为一致;但局部地区和部分时段的气象条件和沙尘模拟还存在一定的偏差,未能准确模拟过程后期沙尘回流对长三角沿海地区的影响.分析了导致模拟偏差的原因,并探讨了提高模式沙尘模拟能力的可能途径.     

机械回转反吹袋式除尘器清灰能力的研究

为提高机械回转反吹袋式除尘器的清灰能力,改善其性能指标,在对目前广泛应用的该类设备普遍存在清灰效果不佳的原因进行理论分析的基础上,提出了降低旋转臂转速以加大喷吹气量和喷吹时间为主,同时辅以其他改进措施的思路.实验表明,采用加大减速机速比的方法降低反吹机构回转速度以保证喷吹气量和喷吹时间,调整反吹风进口位置等其他措施以改善反吹风参数并有效地避免了二次吸附,在改善清灰效果和提高清灰能力方面取得了令人满意的效果.     

溜井泡沫抑尘剂的研制及其抑尘性能实验研究

矿山溜井卸矿过程中产生的大量冲击性粉尘已成为矿井可呼吸性粉尘的主要来源,为了有效解决溜矿井卸矿时产生的大量冲击性粉尘,基于泡沫抑尘的机理,研究了发泡倍数和半衰期两个指标进行优选实验,通过正交法和单因素法优选出最佳的泡沫抑尘配方为十二烷基硫酸钠、月桂酸钠和聚丙乙酰胺,各成分的质量浓度分别为0.6%、0.8%与0.4%。结果表明,通过模拟溜井卸矿测得不同泡沫高度的抑尘效率在85%~95%之间,呼吸性粉尘的抑尘效率为87%左右,其时效性可达2h以上。     

北京城区道路灰尘季节性粒度分布及分形特征

对采集的北京城区道路灰尘样品用扫描电镜及X射线能谱进行形貌特征分析,用激光粒度仪进行粒度测定.结果表明:北京城区四季道路灰尘包含矿物颗粒,轮胎磨损颗粒及球型燃烧颗粒,四季道路灰尘粒度分布频率曲线均呈双峰态分布,第一峰值粒径介于256~303μm,第二峰值粒径介于74~88μm.四季道路灰尘粒度分布分形维数为1.7533~2.3137,平均粒径为188.08~200.20μm,分选性差,呈极不对称的极正偏宽峰态到很窄峰态,属砂土.四季道路灰尘均主要是局地灰尘跃移搬运形成,直接通过大气运移沉降的远源灰尘相对较少.平均粒径春季>秋季>夏季≈冬季,分选系数夏季≈秋季>冬季>春季,峰度冬季>秋季>夏季≈春季,偏度无较大区别.春季灰尘可吸入颗粒物最高,并含有可入肺颗粒物,对人体健康和大气环境的危害潜力不容忽视.