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综掘工作面内外双旋流风幕发生装置设计与控尘效果研究

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煤矿安全 2023年第11期54卷 188-197页

作者：马莲李雨成任建业陈卉太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024

针对煤矿综掘工作面粉尘浓度超限的问题,设计了一种新型内外双旋流风幕发生装置,通过数值模拟和相似试验分析了装置应用前后综掘工作面的风流流场特性和粉尘扩散规律。结果表明:司机位置粉尘质量浓度随风幕发生装置射流出口风速的增大... 详细信息

针对煤矿综掘工作面粉尘浓度超限的问题,设计了一种新型内外双旋流风幕发生装置,通过数值模拟和相似试验分析了装置应用前后综掘工作面的风流流场特性和粉尘扩散规律。结果表明:司机位置粉尘质量浓度随风幕发生装置射流出口风速的增大呈先降低后增大的变化趋势,有效控尘临界风速为35 m/s;风幕发生装置可以形成阻挡粉尘向外扩散的漏斗状旋流风幕,并将综掘工作面分成粉尘控制区和工作区2部分;旋流风幕将粉尘颗粒的扩散速度降低了84%,且对5μm以下呼吸性粉尘控尘效率更优;新型风幕发生装置应用后司机位置处的粉尘质量浓度由337 mg/m^(3)降到38 mg/m^(3),控尘效率为88.7%。

关键词：综掘工作面粉尘控制内外双旋流风幕风流流场控尘效果

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微生物表面活性剂强化煤层注水润湿特性研究

中国安全生产科学技术 2023年第7期19卷 77-84页

作者：张馨新李治刚高超郭红光陈曦李雨成葛少成太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024 山西西山煤电股份有限公司马兰矿山西太原030024

为提高煤层注水润湿效果,通过菌株活化培养、响应面优化发酵条件、表面活性素提取、以及润湿特性与微观结构分析,探讨微生物表面活性剂强化煤层注水润湿性能。研究结果表明:响应面法优化后,表面活性素产量提升45%。在临界胶束浓度下,表... 详细信息

为提高煤层注水润湿效果,通过菌株活化培养、响应面优化发酵条件、表面活性素提取、以及润湿特性与微观结构分析,探讨微生物表面活性剂强化煤层注水润湿性能。研究结果表明:响应面法优化后,表面活性素产量提升45%。在临界胶束浓度下,表面活性素和十二烷基苯磺酸钠溶液的表面张力及接触角较为接近,但表面活性素用量仅是十二烷基苯磺酸钠的3.17%;单位时间内表面活性素溶液在固-液界面处形成的表面活性剂分子数量最多,表面活性和扩散性较好,与煤之间吸附效果最好。经表面活性素溶液润湿后,煤的-OH、C-O等亲水性含氧官能团大幅增多,颗粒之间黏附团聚作用明显。研究结果可为微生物表面活性剂强化煤层注水润湿性能提供参考。

关键词：煤层注水生物表面活性剂响应面优化表面张力润湿性能

不同煤化程度煤尘水分复吸特性及平衡预测模型研究

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煤炭科学技术 2023年第8期51卷 160-168页

作者：王飞闫晶晶李雨成刘红威高亚斌李子文太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 山西煤矿安全研究生教育创新中心山西太原030024

水分复吸是一种有效评价煤尘润湿性大小的方法,但不同类型煤尘的亲水性强弱存在差异。为了探究不同煤化程度煤尘水分复吸特性,通过自行设计水分复吸试验系统,对比分析不同煤尘在不同环境温度和相对湿度条件下水分复吸率变化规律,明确煤... 详细信息

水分复吸是一种有效评价煤尘润湿性大小的方法,但不同类型煤尘的亲水性强弱存在差异。为了探究不同煤化程度煤尘水分复吸特性,通过自行设计水分复吸试验系统,对比分析不同煤尘在不同环境温度和相对湿度条件下水分复吸率变化规律,明确煤尘特性对水分复吸特性的影响,从而确立不同煤化程度煤尘水分复吸平衡预测模型。研究结果表明:随着环境温度升高,煤样水分复吸率先增大后减小,达到复吸平衡的时间在逐渐缩短;在相同温度条件下,相对湿度增加会提高煤尘水分复吸能力,水分复吸平衡时间与相对湿度成正比;煤化程度越高,其水分复吸能力越强。随着煤尘接触角增大,水分复吸率与接触角成线性反比关系,煤尘的润湿性与水分复吸能力成正相关线性关系;含氧官能团占比增加,水分复吸率整体上呈线性增加的趋势;煤尘比表面积增大会抑制水分复吸过程,而孔径增加会促进吸附水的储存,总孔体积增大会为复吸水提供更多的空间,因此可以根据煤尘特性参数有效预测不同煤化程度煤尘的水分复吸率及润湿性大小。通过对比分析各预测模型的拟合结果,发现Henderson模型是所有预测模型中拟合度最高的,最适合不同煤化程度煤尘水分复吸平衡的精准预测模型。研究将有助于不同煤尘吸湿性大小的定性分析,为煤尘润湿降尘技术研究提供借鉴。

关键词：煤尘水分复吸润湿性温湿度理化特性复吸平衡预测

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煤尘层最低着火温度变化规律实验研究

高压物理学报 2018年第3期32卷 143-149页

作者：刘天奇李雨成罗红波辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心辽宁阜新123000

为研究煤尘层最低着火温度随煤样变质程度、煤尘粒径及煤尘层厚度的变化规律,采用煤尘层最低着火温度测定系统进行实验研究,结果表明:随着煤样由褐煤到无烟煤变质程度逐渐增大,煤尘层最低着火温度由290℃上升到400℃以上,同时,褐煤、长... 详细信息

为研究煤尘层最低着火温度随煤样变质程度、煤尘粒径及煤尘层厚度的变化规律,采用煤尘层最低着火温度测定系统进行实验研究,结果表明:随着煤样由褐煤到无烟煤变质程度逐渐增大,煤尘层最低着火温度由290℃上升到400℃以上,同时,褐煤、长焰煤、不粘煤、气煤煤尘层着火时观察到明显的火焰。随着煤尘粒径不断减小,不同煤质的煤尘层最低着火温度明显减小,煤尘层厚度为15mm时,随着煤尘粒径由0.5mm减小至0.075mm,不同煤质煤尘层最低着火温度分别减小了31.0%、26.7%、28.1%、25.8%、28.6%、27.8%、18.9%和15.0%,煤尘粒径影响作用十分显著。随着煤尘层厚度的增大,不同煤质在不同粒径下的煤尘层最低着火温度都减小,其中无烟煤的变化最不明显。

关键词：煤尘层厚度着火温度变化规律煤尘粒径

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不同变质程度煤尘云最小点火能试验研究

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2017年第8期36卷 796-800页

作者：李雨成刘天奇周磊辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室(辽宁工程技术大学) 辽宁阜新123000

为研究不同变质程度煤尘云最小点火能特性及其影响因素,选取7种不同变质程度煤尘,采用哈特曼管试验系统,测试不同煤尘云质量浓度c、着火延迟时间t、喷粉压力P下最小点火能E.研究结果表明:不同变质程度煤尘云E值间存在明显界限,变质程度... 详细信息

为研究不同变质程度煤尘云最小点火能特性及其影响因素,选取7种不同变质程度煤尘,采用哈特曼管试验系统,测试不同煤尘云质量浓度c、着火延迟时间t、喷粉压力P下最小点火能E.研究结果表明:不同变质程度煤尘云E值间存在明显界限,变质程度越高,E越大.在同等粒度下,受煤尘颗粒着火氧化速度限制,最佳点火质量浓度随变质程度增高而减小.随t增大,E呈先下降后上升趋势,最佳着火延迟时间在1 s附近,且t比c对褐煤E值影响作用偏大.无烟煤P与E关系曲线呈"漏斗型",最佳喷粉压力随变质程度降低而减小.建立c、t、P耦合条件下无烟煤E的数学模型,由此确定的最佳测试工况(c,t,P)考虑了因素间关联性,理论上比单因素分析结果更接近真实情况.

关键词：煤尘云最小点火能变质程度粉尘质量浓度延迟时间

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凤凰山矿通风阻力测定分析与优化实践

矿业安全与环保 2017年第1期44卷 83-86,90页

作者：张鸿斌高军军李雨成山西晋城煤业凤凰山矿山西晋城048007 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁阜新123000

为掌握凤凰山矿通风系统的阻力分布状况、确定通风系统优化手段,选择气压计法和测量精度较高的压差计法相结合的测定方法对其进行阻力测定,并对测定数据和结果进行了平差处理和误差检验,结果显示本次测定数据可靠,并发现目前通风系统存... 详细信息

为掌握凤凰山矿通风系统的阻力分布状况、确定通风系统优化手段,选择气压计法和测量精度较高的压差计法相结合的测定方法对其进行阻力测定,并对测定数据和结果进行了平差处理和误差检验,结果显示本次测定数据可靠,并发现目前通风系统存在有效风量率偏低、外部漏风量大、三区阻力分布失衡等问题。针对此问题,采取封闭91、94、154和155盘区,收缩151盘区和改二水平主回风巷为进风巷等措施,对该矿通风系统进行优化。优化后通风系统有效风量率由82.70%上升到88.37%,三区阻力分布较为均衡,较优化前通风系统更加安全可靠。

关键词：通风阻力测定气压计法压差计法系统分析优化有效风量率

携煤尘高压气流诱导沉积煤粉爆炸火焰特性研究

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中国安全科学学报 2017年第5期27卷 58-63页

作者：李雨成刘天奇周西华刘蓉蒸辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁工程技术大学辽宁阜新123000

为研究携煤尘高压气流诱导沉积煤粉联合爆炸的火焰特性,采用水平玻璃管煤尘爆炸试验装置,分别对褐煤、长焰煤、不粘煤、气煤等4种煤尘的联合爆炸火焰传播最远距离l和火焰持续时间t等2项火焰特性展开试验分析,并研究沉积煤粉质量m、沉积... 详细信息

为研究携煤尘高压气流诱导沉积煤粉联合爆炸的火焰特性,采用水平玻璃管煤尘爆炸试验装置,分别对褐煤、长焰煤、不粘煤、气煤等4种煤尘的联合爆炸火焰传播最远距离l和火焰持续时间t等2项火焰特性展开试验分析,并研究沉积煤粉质量m、沉积煤粉粒径r、沉积煤粉中混入CaCO_3岩粉量k对联合爆炸火焰特性的影响。结果表明:随m在0~4.5 g范围内增大,4种煤尘l和t先增大后减小,l和t达到局部极值后减小。4种煤尘的l均随r的增大缓慢减小,且分别在r为26、26、26和38μm时,l依次达最大值106、73、37和22 cm。t_3和t_4随r的增大而增大,甚至当r大于40μm时亦如此。k为6 g时,褐煤、长焰煤l抑制效率分别为62.5%和79.7%,而不粘煤与气煤均不再爆炸。

关键词：煤尘爆炸高压气流沉积煤粉火焰特性 CaCO3粉末

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金川二矿风流热力参数规律分析

金属矿山 2011年第10期40卷 151-153,161页

作者：潘霄李雨成华北科技学院安全培训处辽宁工程技术大学安全科学与技术学院

在对金川二矿风流热力参数测定的基础之上,详细地分析了风流焓值、含湿量、相对湿度、露点温度和空气密度随风流路线的变化规律,掌握了金川二矿高温矿井的热、湿源的类型及分布状况。金川二矿的主要热源是井筒段的风流自身压缩热、运输... 详细信息

在对金川二矿风流热力参数测定的基础之上,详细地分析了风流焓值、含湿量、相对湿度、露点温度和空气密度随风流路线的变化规律,掌握了金川二矿高温矿井的热、湿源的类型及分布状况。金川二矿的主要热源是井筒段的风流自身压缩热、运输中矸石散热、暴露时间较短的围岩散热及机电设备散热;主要湿源为井筒段的淋水加湿、涌水加湿和开采盘区内的喷雾降尘加湿。针对具体的热、湿源提出了治理措施。

关键词：热力参数焓含湿量相对湿度热湿源

维普期刊数据库评论

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基于CNN的矿井外因火灾火源定位方法研究

中国安全生产科学技术 2024年第3期20卷 134-140页

作者：胡纪年李雨成李俊桥张巍太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024

为了在矿井发生火灾时能够及时准确定位火灾发生位置,解决当前矿井火灾监测方法中存在的局部监测方法覆盖区域较为有限、整体监测定位系统泛化性能不强等问题,提出1种基于深度卷积神经网络(CNN)的矿井外因火灾火源位置识别模型,阐述该... 详细信息

为了在矿井发生火灾时能够及时准确定位火灾发生位置,解决当前矿井火灾监测方法中存在的局部监测方法覆盖区域较为有限、整体监测定位系统泛化性能不强等问题,提出1种基于深度卷积神经网络(CNN)的矿井外因火灾火源位置识别模型,阐述该模型的基本框架及数据处理方法,使用Ventfire程序生成火灾模拟数据进行训练及优化。研究结果表明:对案例数据测试中,定位发生火灾巷道的准确率为85.3%,定位火灾发生巷道所在范围(5条巷道)的准确率为92.6%。研究结果可为提高矿井外因火灾识别定位的智能化水平提供参考。

关键词：矿井火灾火源定位卷积神经网络(CNN) Ventfire模拟