国家自然科学基金(51304155)
- 作品数：17 被引量：177H指数：8
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- 相关领域：矿业工程环境科学与工程更多>>
- 深部近距离下位煤层回采巷道围岩变形控制被引量：20
- 2021年
- 平顶山矿区戊组煤、己组煤均为(极)近距离煤层群,煤层层间距为2~15 m,戊组煤层与己组煤层间距180 m左右,覆岩厚度为700~1000 m。因为埋深大、受上位煤层遗留煤柱集中应力和多次工作面采动影响,巷道围岩应力分布复杂、应力水平高、破碎且可锚性差,易发生大变形,投入维护成本高。为了解决深部近距离下位煤层回采巷道围岩应力分布复杂、多次采动影响造成巷道支护困难的问题,系统分析了己_(15)-31010运输巷受采动影响的围岩应力分布及巷道变形特征,上煤层回采过程中,巷道围岩垂直应力峰值比下煤层回采时高出18.72%,巷道表面位移增速显著,两帮塑性区范围最大3 m,顶板塑性区范围最大1.5 m。基于降低围岩应力、提升支护强度的原则,提出了以“卸-让-抗”为核心的动态立体支护对策,设计了巷道顶板采用超高强让压锚杆+钢筋网+M型钢带+锚索,支护帮部采用等强树脂锚杆+钢筋网+钢筋梯梁+锚索支护,围岩应力集中区或关键部位进行卸压的总体方案,将锚索之间用单股钢绞线连接形成三维整体,对巷道围岩浅部和深部、横向和纵向进行全方位立体支护,爆破卸压释放围岩初期变形压力,局部高应力区钻孔将煤体较高的能量进行释放,让压锚杆缓解支护结构承受载荷。该方案有效地将巷道围岩集中应力从距巷道表面2.5 m转移到距巷道表面8.0 m的围岩深部,对该方案进行的工业性试验结果表明:上煤层开采时,巷道两帮最大移近量240 mm,顶底板最大移近量156 mm,下煤层开采时,巷道两帮最大移近量335 mm,顶底板最大移近量230 mm,巷道支护效果良好,能有效控制巷道围岩变形,可为类似条件的回采巷道围岩控制提供参考。
- 曹耀华李云婷
- 关键词：深部巷道采动影响围岩控制煤层群
- 煤矿瓦斯煤尘燃烧与爆炸研究现状及展望被引量：3
- 2014年
- 瓦斯煤尘爆炸事故是煤矿灾害事故之一,为了预防和控制井下此类事故的发生,国内外研究者采用理论分析、实验研究和数值模拟等手段对瓦斯煤尘着火特性、瓦斯煤尘复合火焰传播规律及瓦斯爆炸诱导沉积煤尘参与爆炸等进行了深入的大量的研究,本文对该研究方向上的国内外研究成果进行了综合评述,并展望了瓦斯煤尘爆炸未来科研方向上的关注点。
- 邓军屈姣王秋红
- 关键词：瓦斯煤尘燃烧数值模拟
- NH_3对甲烷链式爆炸的微观作用机理被引量：19
- 2016年
- 为了从分子角度分析NH_3在甲烷爆炸过程中的作用,研究NH_3对甲烷链式爆炸的微观作用机理,应用Gaussian 09软件,运用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G方法进行相关基元反应的定量分析,并进行了微观热力学和动力学分析,通过假设和验证的过程初步揭示了NH_3阻尼甲烷爆炸的微观机理。结果表明:NH_3通过与CH_4争夺某些关键自由基、OH和关键反应物O_2,减少甲烷氧化反应关键自由基和反应物,抑制了甲烷爆炸链发展,从而达到抑爆的目的。
- 罗振敏康凯任军莹
- 关键词：自由基过渡态热力学焓变
- 瓦斯抑爆材料及机理研究进展与发展趋势被引量：4
- 2021年
- 为了有效控制和降低瓦斯爆炸事故带来的破坏效应,不断完善抑爆理论体系,在调研国内外抑制瓦斯爆炸相关文献的基础上,按抑爆材料种类的不同,分别从气体、水雾、粉体以及多相复合抑爆4个方面总结和分析了近年来瓦斯抑爆材料和抑爆机理的研究进展,并提出未来的创新发展趋势。大部分研究通过试验研究对比分析各类材料抑爆效果的差异性,结合最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率、爆炸极限、爆炸威力指数、火焰传播、火焰温度等特征参数的变化规律,基于理论分析和数值模拟解释其爆炸抑制机理,主要基于物理惰化可燃气体及氧气浓度、冷却或吸收爆炸区域热量、隔绝热传递、消除甲烷爆炸支链反应产生的H、O、OH等关键自由基等进行瓦斯抑爆机理分析,发现能有效探明抑爆材料影响瓦斯爆炸反应微观作用机理的试验检测手段明显不足。多相态材料复合抑爆是近年来研究的热点,发现了多种抑爆材料联合使用时会出现协同增效现象,其抑爆效果明显比单一材料使用时抑爆效果好,但其协同抑爆机理尚未揭示清楚,有待深入研究。多种材料的组合抑爆规律、多种材料协同抑爆机理的精准揭示、使用先进的试验设备检测反应微观过程、高效环保的新材料抑爆剂研发等将是未来瓦斯抑爆研究的重点。
- 程方明南凡罗振敏康晓锋
- 关键词：瓦斯爆炸自由基
- 矿井瓦斯爆炸动力学特性研究进展
- 2015年
- 矿井瓦斯爆炸过程非常复杂,破坏性极大,严重威胁着煤矿的安全生产。瓦斯爆炸是动态的化学反应过程,研究瓦斯爆炸的动力学特性对事故的预防和处理都有重大意义。通过对60多篇国内外相关文献的总结和分析,分别从理论研究、实验研究和数值模拟3个方面分析了近年来国内外在瓦斯爆炸动力学特性方面的研究现状,并提出今后的发展方向。
- 程方明张娟罗振敏任军莹周游
- 关键词：瓦斯爆炸动力学特性数值模拟
- 因子分析法在矿井瓦斯爆炸危险性评价中的应用被引量：1
- 2016年
- 采用因子分析法处理各评价指标体,采用SPSS软件进行数据分析处理,能够全面反映影响矿井瓦斯爆炸的因素特征,做出科学、客观的评价。实例分析结果表明,评价结果准确,具有良好的实际应用价值。
- 罗振敏安亚飞
- 关键词：瓦斯爆炸
- 基于FLUENT的含硫天然气泄漏数值模拟研究被引量：9
- 2016年
- 为了研究天然气输送管道发生泄漏后气体的扩散规律,以长庆油田第五采气厂输送管道为研究对象,利用FLUENT软件进行数值计算。根据现场的实际情况,建立了数值模拟的物理模型,设置合理的边界条件,得到了不同风速下天然气扩散规律。结果表明:在静风条件下,气体的浓度和速度分布基本上呈对称分布。在风力的作用下,气体的浓度场向下风向发生了明显的偏斜,当风速为3 m/s时,喷射气流大约在泄漏口上方50 m处发生偏斜,当风速为5 m/s时,喷射气流大约在泄漏口上方35 m处发生偏斜,当风速为10 m/s时,喷射气流大约在泄漏口上方15 m处发生偏斜,而且随着风速的增大,射流偏离竖直方向角度也增大。同时风速越大,硫化氢对人体有危害的面积越小。
- 王亚超罗振敏肖旸程方明
- 关键词：数值模拟天然气泄漏风速
- 彩色玉米粉粉尘云最低引燃温度试验研究被引量：3
- 2018年
- 利用HY16429粉尘云引燃温度试验装置,分别对5种彩色玉米粉在不同喷尘压力和不同质量浓度下进行粉尘云最低引燃温度的测定。结果表明：在不同的喷尘压力下,粉尘云最低引燃温度随粉尘云质量浓度增加先下降后上升,在2 250-3 500 g/m^3达到最危险浓度;在不同的质量浓度下,粉尘云最低引燃温度随喷尘压力增加先下降后上升,在60-80 k Pa达到最低值,表明当粉尘云形成的悬浮状态最佳时,最低引燃温度为360℃;无色玉米粉的引燃温度普遍低于含色素的玉米粉,表明色素的添加可使玉米粉的燃爆危险性降低,这与玉米粉粒度分布情况和所含元素中碳氮比有关,C元素含量和碳氮比越高所需引燃温度越低;无色玉米粉粒度分布相对分散且粉尘粒度相对较大,加入色素后粒度分布较集中且粉尘粒度相对较小;不同颜色的玉米粉最低引燃温度呈现不同的变化规律,可解释为色素的发色基团对应于不饱和双键的共轭体系,在受热时它的结构易发生变化所导致。
- 文虎李凯王秋红刘戊申李海涛
- 关键词：安全工程玉米粉粉尘云着火点
- 矿井高温热害防治个体降温装置研究被引量：10
- 2014年
- 近年来高温热害的防治已成为深部煤矿开采过程中亟待解决的重大难题之一。针对高温矿井作业环境的特殊性,基于涡流管的能量分离原理,以井下作业人员个体降温为目标,研究了高温矿井便携式降温工艺和方法。结合现场调研情况,通过综合分析确定其基础参数,并进行降温效果评估。由实验测试可知,进气压力为0.1 MPa,当进口流量为15 L/min,涡流管冷端温降可达到1.2℃,COP值24.72,实际续航能力30 min左右,效果良好。研究成果对改善矿井作业环境、保护高温环境下矿工健康有一定的意义。
- 马砺张李荣李贝文虎王振平
- 关键词：高温矿井涡流管
- 煤矿其他可燃气体对空气中甲烷爆炸极限的影响被引量：26
- 2015年
- 为研究矿井火区中一氧化碳(CO),氢气(H2),乙烯(C2H4)和乙烷(C2H6)等可燃气体对空气中甲烷(CH4)爆炸极限和爆炸危险度(F值)的影响及双组份可燃气体爆炸界限和爆炸危险度的变化,采用空气中可燃气体爆炸极限测定方法完成一系列试验,测定加入不同体积分数其他可燃气体时CH4的爆炸极限。其他可燃气体的加入,均使空气中CH4和混合可燃气体的爆炸界限加宽;同时加大了CH4和混合可燃气体的爆炸危险度。试验结果表明:加入C2H4气体对CH4爆炸极限影响较大,使CH4及其双组份混合气体的爆炸危险度明显增大;加入量为2.0%时,CH4的F值增加了540%。而加入CO气体比加入C2H6,C2H4和H2等气体对CH4及混合气体的爆炸极限影响都小。
- 罗振敏林京京郭正超蔡周全程方明何吉坤
- 关键词：矿井火区可燃气体危险度
