摘要：设计搭建了研究煤田火灾的实验模拟装置.采用中心开通孔的耐高温泡沫陶瓷模拟上覆盖层,通过在煤体下端外加热源的方式对煤层加热,研究了盖层表面的温度和生成的CO随煤样温度的变化规律,并测量了煤体温度随时间的变化规律.实验结果表明:盖层厚度的增加可以加快煤低温氧化进程,减少到达快速氧化临界温度所需的时间;根据煤体的升温速率、CO体积分数和盖层标志点温度随煤温的变化规律,可推断出实验用煤样氧化加速的临界温度约为80,℃,CO体积分数与煤样温度近似呈指数式关系.CO体积分数与煤样温度的关系方程可以用来判断煤低温氧化的程度,对煤田火灾的早期探测有一定指导意义.

摘要：为了研究荷电细水雾对瓦斯爆炸的抑制效果以及抑爆机理,根据静电感应原理,自行设计了小尺寸的荷电细水雾发生装置,并开展了荷电细水雾抑制瓦斯爆炸的实验研究。实验分析了在不同荷电极性、荷电电压以及雾通量下,荷电细水雾对瓦斯爆炸压力和火焰传播速度的影响。结果表明:荷电细水雾较普通细水雾能更有效地降低瓦斯爆炸压力峰值以及火焰传播速度,且随着荷电电压的增大,荷电细水雾的抑爆效果显著增强。同时荷负电荷的细水雾较荷正电荷的细水雾抑爆效果更好。当荷电电压为8 k V时,荷电细水雾使瓦斯爆炸压力峰值下降64.7%,升压速率下降33.03%,火焰传播速度下降34.9%。

摘要：基于围岩强度参数衰减规律的室内试验结果,对FLAC3D应变软化模型进行了二次开发,以现场实测矿压显现规律作为已知特征值,反演了岩体力学参数。分析了深部巷道钻孔卸压机理,提出以应力转移效果及围岩变形控制效果作为卸压效果的直接评价指标,初步将卸压程度分为非充分卸压、充分卸压和过度卸压3类,系统研究了卸压钻孔参数(长度、直径和间排距)对深部巷道围岩稳定性的动态作用规律,提出了影响卸压效果的各关键参数的确定方法,完善了钻孔卸压技术体系。工程应用效果表明,采用卸压钻孔参数确定方法设计的卸压方案,围岩控制效果显著,且该方法简单易行。

摘要：煤炭地下气化条带开采适应强,且有助于围岩稳定控制,应用前景良好。为研究地下气化热-力耦合作用下条带开采过程中燃空区围岩的温度场、应力场和位移场的演化规律,采用COMSOL Multiphysics对贵州盘江山脚树矿4号煤层地下气化条带开采进行了数值模拟,并对气化开采和常规开采后的围岩应力和变形特征进行了对比分析。结果表明:随着气化工作面推进,围岩体内部约2 m区域的温度先升高后降低,温度传导范围一直呈扩大趋势,最大影响范围为10~12 m,温度在顶板中的传导范围最大,两侧煤体次之,底板最小。地下气化高温会在燃空区围岩体中产生热应力,导致地下气化条带煤柱所受垂直应力要明显高于常规开采的,并使燃空区悬露面、煤柱与顶底板交界面均承受水平压应力。燃空区邻近区域的顶底板位移趋势与常规的相同,但顶底板深部的位移则出现相反情况,即顶板上移、底板下沉。燃空区围岩的水平位移量明显大于常规条带开采的,且开采区域的左侧围岩体向左水平移动,右侧围岩体向右水平移动。地下气化条带开采过程中直接顶变形的波动幅度明显大于常规开采的,并在有煤体支撑的区域出现上移现象,其模型顶部岩层出现了整体上移现象,且其变形量大于常规开采的,说明地下气化过程中形成的热应力能一定程度上阻止覆岩的下沉变形。数值模拟结果可为地下气化条带开采的工程设计提供理论指导。

摘要：引入承压溶洞突水的管道流折算渗透系数,构建耦合非线性渗流–管道流于一体的承压溶洞突水全过程分析模型,在此基础上建立巷道前伏溶洞突水过程的流固耦合–强度折减法联动分析方法,研究承压溶洞突水全过程的流态转换机制。以七一煤矿石坝井承压溶洞突水事故为例,探讨防水岩柱的力学失稳机制和突水演化过程。研究表明:防水岩柱失稳前岩溶水非线性渗流,随着岩柱折减系数的增加,工作面渗水量增大,防水岩柱失稳后,溶洞水体突出,涌入巷道形成管道流。采用管道流模拟得到突水量在较短时间内达到峰值,由于溶洞水体储量供给约束,突水量逐渐减少,由突水初期的粗糙紊流最终变为管道层流。引入防水岩柱安全系数的概念,研究防水岩柱安全系数与溶洞内压、岩柱厚度的关系,将安全系数为1.5的岩柱厚度作为防水岩柱的计算安全厚度,提出防水岩柱工程留设厚度等于炮眼深度、爆破扰动深度和防水岩柱计算安全厚度之和的设计方法。将岩体流–固耦合理论、流态转换理论和强度折减法结合起来研究承压溶洞突水的非线性力学响应,为研究承压溶洞突水全过程提供了一种新的研究方法。

摘要：为了研究荷电细水雾对瓦斯爆炸火焰传播速度的抑制效果及抑爆机理,基于静电感应原理,设计荷电细水雾发生及其瓦斯抑爆装置,并开展一系列荷电细水雾抑制瓦斯爆炸的实验研究。分析在不同荷电极性、荷电电压及雾通量下,荷电细水雾对爆炸火焰传播速度的影响。研究结果表明:与普通细水雾相比,荷电细水雾能更有效地降低瓦斯爆炸火焰传播速度,且随着荷电电压的增大,荷电细水雾对火焰传播速度的抑制效果显著增强;同时荷负电荷的细水雾抑爆效果比荷正电荷的细水雾更好。当细水雾加载电压为8 k V时,火焰平均传播速度下降62.12%,火焰瞬时速度下降45.67%。

摘要：为了提高喷雾降尘效果,提出了自吸空气式喷雾器降尘的方法,分析了自吸式喷雾器降尘工作原理,设计了不同结构的试验用自吸空气式喷雾器,并对其进行了正交试验和对比试验结合的相关试验.结果表明,喉嘴距、扩散角及水压等参数对自吸空气式喷雾器的SMD值、有效射程、雾化角、吸风量等均有不同程度的影响.当喉嘴距为48 mm、扩散角为30°、水压为6 MPa时,自吸空气式喷雾器的有效射程、雾化角、SMD值达到最佳,降尘效果最好;当水压为6 MPa时,常规单喷嘴喷雾的SMD值为124.3μm,自吸喷雾SMD值为108.5μm,自吸喷雾比常规单喷嘴喷雾的SMD值降低12.7%;当水压为6 MPa时,常规单喷嘴喷雾全尘降尘效率为92.67%、呼吸性降尘效率为87.21%,而正交试验优化得出的自吸喷雾全尘降尘效率为93.6%、呼吸性降尘效率为92.69%,自吸喷雾比常规单喷嘴喷雾的全尘降尘效率提高不太明显,但呼吸性降尘效率提高较明显.

摘要：针对目前瓦斯抽放监控系统网络的稳定性、实时性和开放性差的问题,基于OPC和工业以太网控制技术,设计了一种新型的瓦斯抽放远程监控系统,系统采用S7-200 PLC作为主控制元件,利用Simentic net软件和VB6.0软件分别开发OPC服务器和OPC客户端,客户端通过工业以太网访问服务器,实现对井下瓦斯抽放情况实时、可靠的远程监控。

摘要：为了实现对采煤机的动态位置监测,进而实现采煤机的跟机自动化,设计了一种基于超声波技术的采煤机位置动态监测系统。通过超声波测距技术,利用超声波在采煤机上的反射来测量采煤机的行程,并通过温度校正模块,对测距误差进行校正,实现了对采煤机位置的精确监测;设计了信号采集传输存储模块,通过RS485通信,传到井下中心站和井上集控中心,此外,还针对井下特殊环境设计了抗干扰措施,使系统安全稳定。该监测系统对于提高煤矿的生产效率和自动化水平,具有一定的作用。

摘要：基于多相流及矿井通风理论,利用相似性实验方法,搭建了煤矿掘进巷道模型,并通过模型实验获得了掘进巷道内风流流场和瓦斯浓度分布场的特征信息。结合上述两方面的特征信息重点分析了巷道内瓦斯运移多相流场的流动特性,所采用方法对于矿井通风系统及瓦斯监测系统的设计具有较强指导意义。实验结果表明掘进巷道内瓦斯运移的实质是瓦斯组分在矿内混合风流流动中的质量传递过程。