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不同注氮条件下采空区惰化效果及注氮参数优选数值模拟研究 被引量：1
1
作者 邓泽林 王义均 闫川 《能源与环保》 2025年第2期55-61,共7页
煤炭作为我国主要能源之一,在生产过程中煤炭自燃制约着矿井的安全生产,防灭火技术的选择及应用尤为重要。近年来,迈步式埋管注氮工艺多应用于防治采空区自燃问题且防灭火效果显著。为减少遗煤自燃事故的发生,探究合理的注氮方案,以屯... 煤炭作为我国主要能源之一,在生产过程中煤炭自燃制约着矿井的安全生产,防灭火技术的选择及应用尤为重要。近年来,迈步式埋管注氮工艺多应用于防治采空区自燃问题且防灭火效果显著。为减少遗煤自燃事故的发生,探究合理的注氮方案,以屯宝煤矿工作面为研究对象,利用Fluent模拟分析不同注氮位置下采空区氧气浓度场的分布情况,确定最佳注氮位置,同时得到了氮气扩散半径;另外讨论分析了不同注氮量对氮气扩散半径及防灭火效果的影响。研究表明,在一定注氮量下即工作面采空区所需注氮量648 m^(3)/h时,最佳注氮位置为进风侧注氮口至工作面最小距离29 m,此时氮气扩散半径为10.26 m;随着注氮位置逐渐向采空区内深入,氮气释放口的扩散半径逐渐增大;随着注氮流量的增加,氮气扩散半径呈接近线性对数式增加,说明随着氮气注入量的增加,对采空区内惰性环境的影响更为显著。 展开更多
关键词 遗煤自燃 注氮位置 注氮流量 采空区自燃“三带” 扩散半径 数值模拟
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综放面采空区遗煤自燃危险区域判定方法的研究 被引量：75
2
作者 徐精彩 文虎 +2 位作者 张辛亥 邓军 许满贵 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期672-677,共6页
根据大型煤自然发火实验测定的松散煤体放热强度和耗氧速率 ,通过测定采空区氧浓度分布状况 ,推断出采空区漏风强度分布规律 .根据能量守恒原理 ,结合采空区实际的浮煤厚度、漏风强度和氧浓度的分布 ,提出了采空区遗煤自燃极限参数的计... 根据大型煤自然发火实验测定的松散煤体放热强度和耗氧速率 ,通过测定采空区氧浓度分布状况 ,推断出采空区漏风强度分布规律 .根据能量守恒原理 ,结合采空区实际的浮煤厚度、漏风强度和氧浓度的分布 ,提出了采空区遗煤自燃极限参数的计算方法 ,构建了煤自燃危险区域判定的必要条件 .根据采空区氧化升温区的宽度和遗煤最短自然发火期 ,提出了能引起自燃的最小推进速度计算方法 ,从而构建自燃危险区域判定的充分条件 .采用煤自然发火二维数学模型 。 展开更多
关键词 危险区域 判定方法 综放面 采空区 煤自燃 相似定律 矿山安全
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煤自燃性测试技术及数值分析 被引量：45
3
作者 文虎 徐精彩 +1 位作者 葛岭梅 邓军 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期499-501,共3页
利用装煤量８５０ｋｇ的ＸＫ型煤自然发火实验台，真实地模拟了煤的自燃过程．根据实验测定的温度场和气体浓度场变化，结合流体力学和传热学理论，推算出不同温度时煤氧复合的耗氧速度、放热强度，为煤自燃性的定量分析及自然发火预测... 利用装煤量８５０ｋｇ的ＸＫ型煤自然发火实验台，真实地模拟了煤的自燃过程．根据实验测定的温度场和气体浓度场变化，结合流体力学和传热学理论，推算出不同温度时煤氧复合的耗氧速度、放热强度，为煤自燃性的定量分析及自然发火预测提供理论依据．并根据煤自身的氧化放热性能及其所处的蓄热环境，应用热平衡法推导出煤自燃极限参数的计算方法，为煤自燃预测及防治提供了量化的理论判据． 展开更多
关键词 煤自燃性 耗氧速度 放热强度 煤自燃极限参数 数值分析 温度场 气体浓度场
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近距离煤层群开采自燃危险区域划分及自燃预测 被引量：59
4
作者 张辛亥 席光 +2 位作者 陈晓坤 邓军 文虎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期733-736,共4页
通过数值方法求解复合煤层采空区渗流、扩散和化学反应耦合的三维稳态数学模型,得到常温下采空区氧浓度及渗流速度场的分布.结合大型煤自然发火实验得到的煤自燃的下限氧浓度、上限漏风强度、极限浮煤厚度等参数及煤的实验自然发火期,... 通过数值方法求解复合煤层采空区渗流、扩散和化学反应耦合的三维稳态数学模型,得到常温下采空区氧浓度及渗流速度场的分布.结合大型煤自然发火实验得到的煤自燃的下限氧浓度、上限漏风强度、极限浮煤厚度等参数及煤的实验自然发火期,划分出开采下部煤层时上部煤层煤柱及采空区自燃危险区域,再结合工作面推进速度,预测自然发火期.采用这种方法对东荣二矿采煤工作面顶部煤层煤柱进行自燃预测,得到进风侧的煤柱氧化升温区在距离工作面50～140 m处,回风侧在距离工作面50～85 m处,工作面推进速度大于1.6 m/d时,煤柱无自燃危险,工作面停止推进但正常通风38 d后,煤柱进风侧将首先发生自燃. 展开更多
关键词 煤层群 自燃危险区域 判定 预测
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煤实验最短自然发火期的快速测试 被引量：28
5
作者 王德明 亓冠圣 +3 位作者 戚绪尧 辛海会 仲晓星 窦国兰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2239-2243,共5页
基于煤实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性是一种科学、可靠的鉴定方法。但由于在实验室测试煤在绝热条件下的实验最短自然发火期周期长,难以实现测试的标准化,此方法的应用受到限制。因此研究煤实验最短自然发火期的快速测试方法具... 基于煤实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性是一种科学、可靠的鉴定方法。但由于在实验室测试煤在绝热条件下的实验最短自然发火期周期长,难以实现测试的标准化,此方法的应用受到限制。因此研究煤实验最短自然发火期的快速测试方法具有重要意义。通过理论分析与实验研究,确定70℃时煤样罐出气口的氧气体积分数(C70)与交叉点温度(Tcpt)是分别能体现出煤在低温缓慢氧化阶段及快速氧化阶段氧化升温特性的特征参数。通过程序升温测试煤低温氧化过程的特征参数C70指标和Tcpt指标,实现了煤实验最短自然发火期的快速测试。基于程序升温测试得到的实验最短自然发火期与绝热测试结果的一致性表明了此方法的准确性、可靠性及基于实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性的可行性。 展开更多
关键词 煤 实验最短自然发火期 自燃倾向性 耗氧 交叉点温度
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松散煤体低温氧化放热强度的测定和计算 被引量：38
6
作者 徐精彩 文虎 +2 位作者 葛岭梅 张辛亥 邓军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期387-390,共4页
根据煤低温自然发火实验台测定的温度场变化和传热学理论 ,推导出计算不同温度松散煤体低温氧化放热强度的热平衡法 ;由实验测定的气体浓度变化量 ,推算出不同温度时煤氧复合的耗氧速率、CO和CO2 产生率 ;结合煤氧复合过程的键能变化量 ... 根据煤低温自然发火实验台测定的温度场变化和传热学理论 ,推导出计算不同温度松散煤体低温氧化放热强度的热平衡法 ;由实验测定的气体浓度变化量 ,推算出不同温度时煤氧复合的耗氧速率、CO和CO2 产生率 ;结合煤氧复合过程的键能变化量 ,得出低温氧化放热强度的键能估算法 ,确定其上限和下限 .为煤自燃特性的定量分析及自然发火预测提供了理论依据 . 展开更多
关键词 煤自燃 氧化放热强度 键能估算法 松散煤体
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地下煤火探测、监测与灭火技术研究进展 被引量：39
7
作者 武建军 蒋卫国 +2 位作者 刘晓晨 顾磊 李加洪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1669-1674,共6页
首先介绍地下煤火的探测方法,总结对比直接调查法、物探法、化探法和钻探法的优缺点,然后归纳总结了遥感监测地下煤火的技术与应用方向,最后总结分析了地下煤火灭火的新技术及灭火的效果.
关键词 煤火 探测 监测 灭火
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综放采煤法中沿空巷道煤层自然发火预测模型研究 被引量：21
8
作者 邓军 徐精彩 +1 位作者 文虎 张辛亥 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期62-66,共5页
根据综放工作面巷道自燃环境及条件 ,对巷道煤层自然发火物理模型进行简化 .在此基础上 ,建立了巷道煤层自燃危险性二维预测模型 ,分析了模型边界条件的确定方法 ;并采用有限差分法对模型进行数值求解 ,根据计算结果对巷道松散煤体自然... 根据综放工作面巷道自燃环境及条件 ,对巷道煤层自然发火物理模型进行简化 .在此基础上 ,建立了巷道煤层自燃危险性二维预测模型 ,分析了模型边界条件的确定方法 ;并采用有限差分法对模型进行数值求解 ,根据计算结果对巷道松散煤体自然发火进行预测 .最后 ,以东滩矿4 30 8综放工作面沿空轨道运输巷自然发火为例进行预测 ,精度可达 88 9%以上 。 展开更多
关键词 综放工作面 沿空巷道 自然发火 预测模型 煤层
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基于气相色谱技术的采空区煤自燃火灾预测预报研究 被引量：11
9
作者 蒋曙光 李亚东 +2 位作者 邹力力 刘松 寇砾文 《工矿自动化》 2010年第6期38-40,共3页
根据煤自燃过程中各个阶段产生的不同标志性气体的特点,采用气相色谱仪对某矿采空区气样进行定性和定量分析,依据标志性气体的成分及含量变化情况预测采空区的煤自燃发火状况,为提前采取针对性的预防措施奠定了基础。
关键词 采空区 煤自燃 气相色谱仪 火灾 预测预报
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综采放顶煤采空区注氮防灭火模拟试验研究 被引量：13
10
作者 罗新荣 蒋曙光 李增华 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期42-45,共4页
采用物理模拟试验研究了综采放顶煤采空区注氮防灭火的适用性．综采放顶煤采空区注氮模型的相似性分析表明，在保证采空区流体动力相似的条件下，即可满足采空区注氮模拟条件．模拟结果表明，对２００ｍ长的综放面采空区注氮难以取得有... 采用物理模拟试验研究了综采放顶煤采空区注氮防灭火的适用性．综采放顶煤采空区注氮模型的相似性分析表明，在保证采空区流体动力相似的条件下，即可满足采空区注氮模拟条件．模拟结果表明，对２００ｍ长的综放面采空区注氮难以取得有效的惰化效果．现场观测表明，无煤柱开采的综放面，邻近采空区的漏风及自燃发火危险更大，应在漏风源处注氮，并配合堵漏和均压措施，彻底惰化漏风源． 展开更多
关键词 采空区 注氮 防火 灭火 模拟试验 采煤
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煤田火灾无线远程监测预警系统设计 被引量：8
11
作者 王伟峰 邓军 +1 位作者 王彩萍 费金彪 《工矿自动化》 北大核心 2012年第6期1-3,共3页
针对传统的煤田火区温度监测系统人工检测方式存在预测预报范围小,安装、维护工作量大,不能提供实时监测和预警等问题,设计了一种基于ZigBee技术、GPRS技术和Internet技术的煤田火灾远程监测预警系统。该系统通过设立在各个监测点的无... 针对传统的煤田火区温度监测系统人工检测方式存在预测预报范围小,安装、维护工作量大,不能提供实时监测和预警等问题,设计了一种基于ZigBee技术、GPRS技术和Internet技术的煤田火灾远程监测预警系统。该系统通过设立在各个监测点的无线测温终端和网关将采集的温度信号发送到GPRS网络,经SGSN和GGSN接入Internet网络;上位机监测中心服务器再与Internet网络相连,以网页的形式显示监控界面,从而实现了煤田火区温度远程监测预警功能。现场试验结果表明,该系统解决了目前煤田火灾远程实时监测预警的难题,具有一定的实用性。 展开更多
关键词 煤田火灾 远程监测 预警 无线通信 ZIGBEE GPRS INTERNET
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煤炭自然发火标志气体的灰色关联分析 被引量：21
12
作者 王福生 岳志新 郭立稳 《安全与环境学报》 CAS CSCD 2006年第B07期73-75,共3页
简要介绍了灰色关联分析的基本理论和方法。利用灰色关联分析法计算出了各标志气体与煤氧化温度之间的关联度,并以此来确定各标志气体的主次关系,为自然发火预测预报的准确性提供了可靠依据。
关键词 安全工程 煤 自然发火 预测预报 灰色关联分析
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一种预测采空区自燃危险区域的新方法——CFD技术的应用 被引量：24
13
作者 王俊峰 邬剑明 靳钟铭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1483-1488,共6页
在示踪气体试验的基础上,建立了模拟综采工作面采空区空气、瓦斯流动的数学物理模型,基于VC++ 6.0环境下对Fluent进行二次开发,分别对工作面正常生产、回风巷侧联巷密闭不严、尾巷密闭不严和高瓦斯涌出等4种情况下采空区氧气及瓦斯的分... 在示踪气体试验的基础上,建立了模拟综采工作面采空区空气、瓦斯流动的数学物理模型,基于VC++ 6.0环境下对Fluent进行二次开发,分别对工作面正常生产、回风巷侧联巷密闭不严、尾巷密闭不严和高瓦斯涌出等4种情况下采空区氧气及瓦斯的分布进行了预测研究.结果表明:采用CFD模型模拟得到的采空区气体分布规律与现场长期监测结果相吻合;回风巷侧联巷及尾巷密闭不严将极大增加采空区氧气浓度;高瓦斯涌出可以加速采空区的自我惰化,有利于防治采空区自燃. 展开更多
关键词 采空区 自燃危险区域 计算流体动力学(CFD)
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松散煤体导热系数的温度及粒度效应 被引量：16
14
作者 岳高伟 李豪君 +1 位作者 王兆丰 李小军 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期17-22,共6页
松散煤体导热系数受诸多因素影响,但对于同一煤体,其导热系数主要与温度、粒度有关。通过建立松散煤体的热传导模型,对导热系数采用二分法逐步逼近,数值模拟不同环境温度、不同粒度煤体传热过程的温度变化规律,并与实测结果对比分析,进... 松散煤体导热系数受诸多因素影响,但对于同一煤体,其导热系数主要与温度、粒度有关。通过建立松散煤体的热传导模型,对导热系数采用二分法逐步逼近,数值模拟不同环境温度、不同粒度煤体传热过程的温度变化规律,并与实测结果对比分析,进而确定与实测规律吻合最好时的煤的导热系数。研究结果表明:采用二分法逐步逼近取得煤样导热系数的模拟结果可无限接近实测结果,进而确定煤的导热系数是切实可行的。在不同的环境温度下,煤的传热过程温度变化规律差异较大,同一粒度煤样,其导热系数值随环境温度升高而线性增大。同一环境温度下,粒度较小时对导热系数影响较大,而粒度较大时对导热系数影响较小。该方法也可用于其它同类型材料的导热系数测定,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 导热系数 松散煤体 二分法 热传导
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松散煤体热物性参数测试系统的设计与开发 被引量：6
15
作者 陈清华 张国枢 +2 位作者 关维娟 唐明云 邓明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第2期86-89,共4页
设计与开发了松散煤体热物性测试系统。基于热线法测试原理,采用新的数据处理方法,可同时测算材料导热系数λ、热扩散率a和比热容cp;利用PLC结合计算机编程实现数据采集和处理,自动化程度高;实际测试试验表明系统测试结果相对精度高,且... 设计与开发了松散煤体热物性测试系统。基于热线法测试原理,采用新的数据处理方法,可同时测算材料导热系数λ、热扩散率a和比热容cp;利用PLC结合计算机编程实现数据采集和处理,自动化程度高;实际测试试验表明系统测试结果相对精度高,且与相关文献参照值相符,对于提高松散煤体及其类似材料的热物性测试水平,具有一定价值。 展开更多
关键词 松散煤体 热物性 同时测算 热线法 测试系统
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平巷烟流滚退逆行规律 被引量：10
16
作者 周心权 王海燕 赵红泽 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期118-121,共4页
运用环境流体力学及传热学的相关理论,研究了水平巷道火灾烟流滚退规律,通过对滚退烟流与巷壁间的热交换过程分析,得出了滚退发生时烟流逆行距离的函数表达式,并对其进行简化以便于实际应用。
关键词 环境流体力学 传热学 烟流滚退 逆行距离 矿井火灾
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第一类边界条件下的松散煤体非稳态传热反问题研究 被引量：5
17
作者 陈清华 徐曼曼 +2 位作者 庞立 刘泽功 关维娟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1809-1814,共6页
为实现松散煤体热物性参数的高效准确获取,对第1类边界条件下的松散煤体非稳态传热反问题进行了研究.利用超级恒温水浴生成恒温水介质,结合底部为黄铜板的试样盒构建恒温边界,然后基于第1类边界条件下的一维非稳态传热模型,利用随机共... 为实现松散煤体热物性参数的高效准确获取,对第1类边界条件下的松散煤体非稳态传热反问题进行了研究.利用超级恒温水浴生成恒温水介质,结合底部为黄铜板的试样盒构建恒温边界,然后基于第1类边界条件下的一维非稳态传热模型,利用随机共轭梯度法估计松散煤体导热系数和比定压热容等.参数灵敏度分析表明,松散煤体导热系数与比定压热容可同时估计,但因比定压热容灵敏度系数较低,导致参数反演估计精度不高,从而采用先估计热扩散率,然后再对比定压热容进行修正的策略,实现了松散煤体导热系数及比定压热容的准确估计.通过建立的测试装置,进行了松散煤体热物性参数估计实验.结果表明:采用的松散煤体热物性反演估计算法具有较好的准确性和抗不适定性,初始猜测值对参数反演估计结果没有明显影响,而温度测量标准差达到0.6时,参数反演相对误差也仅为7.53%. 展开更多
关键词 松散煤体 第1类边界 传热反问题 多参数估计
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新疆煤田火灾的成因、危害及综合治理 被引量：23
18
作者 罗淑政 玉米提·哈力克 +1 位作者 Joerg Schulz 王金山 《灾害学》 CSCD 2008年第3期62-65,70,共5页
新疆是世界上煤田火灾最严重的地区,原因主要是新疆地处欧亚大陆腹地,具典型的大陆性干旱气候;新疆地区煤系为中下侏罗纪,地质活动较为剧烈;小煤窑的乱采滥挖等。新疆煤田火灾带来巨大危害:损失煤炭资源、污染环境、引发地质灾害、破坏... 新疆是世界上煤田火灾最严重的地区,原因主要是新疆地处欧亚大陆腹地,具典型的大陆性干旱气候;新疆地区煤系为中下侏罗纪,地质活动较为剧烈;小煤窑的乱采滥挖等。新疆煤田火灾带来巨大危害:损失煤炭资源、污染环境、引发地质灾害、破坏生态平衡及危害生物健康等。对煤田火灾进行综合治理已经成为当务之急。为了有效灭火,应先对火区进行探测。探测方法有磁异常探测法、自然电场法和红外地面测温法等。然后因地制宜地选择适当的灭火技术进行灭火。灭火之后还应利用地理信息系统等方法对火区进行动态监测。 展开更多
关键词 煤田火灾 成因 危害 综合治理 新疆
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无煤柱综放面沿空巷道煤层自燃过程数值模拟 被引量：9
19
作者 邓军 徐精彩 徐通模 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第7期16-20,共5页
根据综放面巷道的自燃特点 ,简化了巷道煤层自然发火物理模型 ,建立了巷道自燃过程二维数学模型 ,提出了巷道断面煤 (岩 )层不同区域的非均质处理方法以及模型主要参数的定量测算方法 .然后 ,应用有限差分法对自然发火模型进行数值计算 ... 根据综放面巷道的自燃特点 ,简化了巷道煤层自然发火物理模型 ,建立了巷道自燃过程二维数学模型 ,提出了巷道断面煤 (岩 )层不同区域的非均质处理方法以及模型主要参数的定量测算方法 .然后 ,应用有限差分法对自然发火模型进行数值计算 ,并开发了计算程序 .最后 ,以东滩矿 4 30 8综放面沿空轨顺自然发火为例 ,证明该模型基本能满足现场自燃预测的需要 . 展开更多
关键词 沿空巷道 煤层自燃 数值模拟 综放面巷道 预测
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煤最短自然发火期灰色预测模型研究 被引量：10
20
作者 邓军 陈晓坤 +1 位作者 翟小伟 罗振敏 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2004年第4期406-408,416,共4页
根据不同煤层自然发火期实验测试结果和宏观可测定的、表征煤自身氧化放热性的常用指标,运用灰色系统理论,建立了确定蓄散热条件下的煤最短自然发火期GM(0,5)的灰色预测模型。该预测模型预测值与实际值平均相对误差为1.45%,最大相对误差... 根据不同煤层自然发火期实验测试结果和宏观可测定的、表征煤自身氧化放热性的常用指标,运用灰色系统理论,建立了确定蓄散热条件下的煤最短自然发火期GM(0,5)的灰色预测模型。该预测模型预测值与实际值平均相对误差为1.45%,最大相对误差为-21.27%,能真实地反映出煤层自燃性与煤的灰分、挥发分、硫分和含氧量等的影响关系,可定性用于煤自然发火期的预测。 展开更多
关键词 煤 最短自然发火期 灰色预测模型 煤层自燃
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