检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

松散煤体中声波传播特性及主要路径实验研究

煤炭学报 2023年第3期48卷 1238-1245页

作者：邓军屈高阳任帅京王彩萍王津睿赵小勇白光星西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室陕西西安710054

松散煤体高温点精准探测一直是煤堆和煤仓煤自燃火灾防控领域的主要难题,研究声波测温法探测松散煤体温度异常具有重要的实际意义。声波在松散煤体中传播路径的确定是声学测温技术在松散煤体中应用的前提与基础,为了探究声波在松散煤体... 详细信息

松散煤体高温点精准探测一直是煤堆和煤仓煤自燃火灾防控领域的主要难题,研究声波测温法探测松散煤体温度异常具有重要的实际意义。声波在松散煤体中传播路径的确定是声学测温技术在松散煤体中应用的前提与基础,为了探究声波在松散煤体中的传播特性和主要路径,以长焰煤、瘦煤、无烟煤为研究对象,考虑松散煤体的级配特性,采用声波飞渡时间测试系统,分别测试了声波在纯气体环境以及松散煤体饱和气体环境中的声波飞渡时间,计算了声波在3种气氛环境下不同煤样中飞渡时间的变化率。结果表明:伪随机信号的互相关结果较好,其互相关结果的伪峰与主峰之间相差较大,对主峰判定的干扰较小;声波的传播速度与气体摩尔质量呈反比,声波在氮气、空气及二氧化碳3种气体介质中传播时,在二氧化碳中传播速度最慢,在氮气与空气中的速度相近;相较于气体环境中的传播,声波在同一种气氛条件下松散煤体中的飞渡时间变长,但飞渡时间变化规律与纯气体环境中相同(飞渡时间由长到短依次为二氧化碳、空气、氮气),表明声波飞渡时间与煤的变质程度关系较小;对无烟煤煤样进行重新装样后测试发现,声波飞渡时间变短,但是在松散煤体饱和二氧化碳与饱和空气中的飞渡时间依旧相差较小;在3种气氛环境的不同煤样中,声波在氮气-空气气氛中飞渡时间变化率最小;在氮气-二氧化碳气氛中的变化率最大;不同环境中声波飞渡时间变化率的变化趋势相同,表明声波在松散煤体中传播时主要沿着松散煤体空隙进行传播。研究结果可为声波测温在松散煤体中应用提供一定的理论依据。

关键词：松散煤体级配特性飞渡时间传播路径声学测温

松散煤体准多孔介质声速—煤温映射关系模型研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2023年

作者：郭军陈昌明金永飞蔡国斌文虎李帅西安科技大学安全科学与工程学院国家矿山救援(西安)研究中心西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室

采空区等隐蔽空间煤温的精准判识一直是亟待解决的世界性难题，研究声学测温技术对精准探测松散煤体温度具有重要的实际意义，而声速与煤温之间映射关系的科学准确构建是声学法测煤温的关键。为此，本文考虑松散煤体自燃进程特征参数对... 详细信息

采空区等隐蔽空间煤温的精准判识一直是亟待解决的世界性难题，研究声学测温技术对精准探测松散煤体温度具有重要的实际意义，而声速与煤温之间映射关系的科学准确构建是声学法测煤温的关键。为此，本文考虑松散煤体自燃进程特征参数对声波传播的影响，建立了松散煤体准多孔介质的声速—煤温映射关系模型；设计搭建了松散煤体声学测温实验系统，通过开展多种粒径（0.6-1.5cm、1-3cm、3-5cm）松散煤体的声波测温试验，研究了不同粒径煤样低温氧化阶段（30～50℃）所产生的气体组分、浓度对声传播的影响规律，确定了等效路径转换因子λ；基于实测声速与等效路径转换因子间的关系，提出并确定了气体组分介质修正系数φ，验证了声速—煤温映射关系模型的可行性。结果表明：松散煤体声波传播路径受煤体粒径、温度及气体组分介质变化量等特征参数的影响，构建出声速—煤温映射关系模型；常温下声波在松散煤体准多孔介质中的传播路径主要受煤样颗粒间孔隙的影响，在煤样粒径为0.6-1.5cm、1-3cm、3-5cm中的声波传输等效路径转换因子λ分别为1.4261、1.3711及1.3152，与粒径呈负相关关系；煤温对声波传播的影响表现为煤自燃进程中气体组分介质变化对实测声速结果的改变，验证了声速与煤温之间映射关系的可行性；模型反演的煤温与实验煤温误差在6.46%范围内，平均误差2.52℃，能够很好地反映煤体温度。研究成果对探索一种新型煤温探测技术具有一定的理论价值，在煤火精准探测领域有良好的应用前景。

关键词：松散煤体声学测温煤温反演等效路径准多孔介质

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

松散煤体中低频声波传声频率优选实验研究

煤矿安全 2022年第1期53卷 15-23页

作者：邓军屈高阳任帅京王彩萍赵小勇西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室陕西西安710054

声波测温技术中信号频率的选择是提高测温准确性的关键。为探究低频声波在松散煤体中的最优传播频率,以褐煤、焦煤、无烟煤作为研究对象,运用传声损失实验测试系统,测试了3种煤样在0.9~10 mm 6种粒径下的传声损失。结果表明:所有煤样的... 详细信息

声波测温技术中信号频率的选择是提高测温准确性的关键。为探究低频声波在松散煤体中的最优传播频率,以褐煤、焦煤、无烟煤作为研究对象,运用传声损失实验测试系统,测试了3种煤样在0.9~10 mm 6种粒径下的传声损失。结果表明:所有煤样的传声损失随着声波频率的增大而呈现波浪式上升形状,相较于其它粒径煤样,0.9~煤样的传声损失最大;随着煤样粒径的增加,煤样传声损失不断增加,且传声损失最低点对应的声波频率也不断增大,煤样的煤化程度对传声损失的影响没有表现出明显规律性,煤样粒径是影响煤样传声损失变化的主要因素,并且声波主要是沿着松散煤体粒径间的空隙传播;通过对比分析传声损失的极大值与极小值,发现不同粒径煤样的传声损失在250~600 Hz与900~1600 Hz之间存在极大值,其传声损失极大值范围在4.66~7.64 dB之间;通过测试3种煤样混样在低频声波中的传声损失,确定了松散煤体中最优传声频率范围为600~900 Hz。

关键词：松散煤体煤化程度声波传声损失频率优选自燃高温检测

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

松散煤体声发射特征与损伤本构模型

煤炭工程 2022年第9期54卷 112-116页

作者：徐遵玉瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为量化研究松散煤体损伤破坏过程,针对淮南矿区煤体,采用型煤代替原煤,开展了压缩状态下煤体声发射特征监测试验,以累积AE计数定义损伤变量D,研究了煤体损伤演化特征,随轴向应变的增加,煤体损伤变量呈现平稳,缓慢增长,快速增长再平稳的... 详细信息

为量化研究松散煤体损伤破坏过程,针对淮南矿区煤体,采用型煤代替原煤,开展了压缩状态下煤体声发射特征监测试验,以累积AE计数定义损伤变量D,研究了煤体损伤演化特征,随轴向应变的增加,煤体损伤变量呈现平稳,缓慢增长,快速增长再平稳的变化趋势。推导出煤体本构关系表达式,并对理论本构模型的合理性进行验证,采用理论本构模型求得的全应力-应变曲线与试验结果相吻合,理论应力值与试验值平均绝对误差仅为0.126MPa,实现了松散煤体应力-应变关系的理论描述。研究成果可为揭示松散煤体破坏失稳力学响应特征、防控失稳灾害提供实验和理论依据。

关键词：松散煤体单轴压缩声发射损伤变量本构模型

基于伪随机序列的松散煤体声学测温方法及应用研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭科学技术 2023年

作者：郭军高文静蔡国斌刘荫王凯旋西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室西安科技大学安全科学与工程学院国家矿山救援(西安)研究中心

长期以来，采空区、煤堆、煤仓等空间的煤自燃火灾时有发生，受限于工作区域的复杂环境和火源探测技术瓶颈等因素，较难实现煤自燃灾害高温点的快速量化识别。而声学测温技术具有测量精度高、测温范围宽、测量空间大等特点，可实现采空... 详细信息

长期以来，采空区、煤堆、煤仓等空间的煤自燃火灾时有发生，受限于工作区域的复杂环境和火源探测技术瓶颈等因素，较难实现煤自燃灾害高温点的快速量化识别。而声学测温技术具有测量精度高、测温范围宽、测量空间大等特点，可实现采空区等隐蔽火源位置精准探测且极具发展前景。目前该技术在松散煤体温度测量领域尚处于基础研究和实验室研究阶段，仍需开展大量研究。基于伪随机序列的优越性能，将其引入作为声源信号，并根据声学测温原理和伪随机序列声源信号产生原理，搭建了松散煤体声波测温实验系统。系统主体部分包括声学测试系统、程序升温系统、隔音系统和煤样箱体，结合试验测试和仿真模拟方法，验证了系统的准确性。利用理论分析、Matlab仿真和实验测试相结合的方法，开展伪随机序列声源信号的失真特性研究，确定了该信号的最佳处理方法，成功将其应用于松散煤体测温中。结果表明：伪随机序列可以作为采空区、煤堆、煤仓等空间的松散煤体声学测温的声源信号，但需运用二次相关PHAT-β算法对伪随机序列声源信号发生频率区间（1000～3000 Hz）进行处理，使频带变窄，能量集中；运用伪随机序列声源信号测量声波在松散煤体中飞渡时间，发现不同距离下声波飞渡时间误差结果误差小于5%，并通过了对比验证；伪随机序列作为松散煤体的测温声源信号时，所反演温度与不同粒径的煤样温度之间的平均绝对误差为2.051℃，平均误差率5.293%，能够较为精准、可靠地反演煤温。

关键词：声学测温松散煤体伪随机序列声源信号声波飞渡时间

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

松散煤体中的氧气扩散模型及数值分析

煤炭学报 2002年第3期27卷 229-232页

作者：王振平文虎黄福昌兖州矿业集团有限责任公司通风处西安科技学院采矿工程系陕西西安710054 西安科技学院采矿工程系

根据氧气在松散煤体中的扩散理论分析 ,建立起松散煤体中的氧气扩散模型 ,并推导出松散煤体中一维氧浓度非稳态平衡方程 .通过数值分析得到松散煤体中氧浓度分布方程 ,并由此得出氧气在松散煤体中最大渗透距离的计算公式 ,利用该公式计... 详细信息

根据氧气在松散煤体中的扩散理论分析 ,建立起松散煤体中的氧气扩散模型 ,并推导出松散煤体中一维氧浓度非稳态平衡方程 .通过数值分析得到松散煤体中氧浓度分布方程 ,并由此得出氧气在松散煤体中最大渗透距离的计算公式 ,利用该公式计算出氧气在几个矿的松散煤体中的最大扩散距离 .

关键词：氧气扩散模型数值分析孔隙率松散煤体自燃耗氧速度

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

松散煤体中氧气扩散系数的实验研究

中国矿业大学学报 2003年第2期32卷 145-147页

作者：邓军徐精彩李莉西安科技学院安全工程系陕西西安710054

根据松散介质中气体扩散的理论分析 ,得出了松散煤体中氧气等效扩散系数的理论计算公式 .在静态扩散双容积法的基础上 ,建立了松散煤体中气体扩散系数的实验测定装置 ,通过测定氧气在不同空隙率松散煤体中的等效扩散系数 ,确定了它的理... 详细信息

根据松散介质中气体扩散的理论分析 ,得出了松散煤体中氧气等效扩散系数的理论计算公式 .在静态扩散双容积法的基础上 ,建立了松散煤体中气体扩散系数的实验测定装置 ,通过测定氧气在不同空隙率松散煤体中的等效扩散系数 ,确定了它的理论计算公式中修正系数的取值范围 ,从而得出其与空隙率的函数关系 .最后根据热力学原理 ,推算出松散煤自燃过程中不同温度和压力时氧气等效扩散系数的近似计算公式 .

关键词：松散煤体静态扩散双容积法自燃空隙率温度压力漏风氧气扩散系数

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

松散煤体自然发火过程氡析出及运移规律

煤炭学报 2019年第9期44卷 2816-2823页

作者：文虎程小蛟许延辉马砺郭军姜希印王保齐简俊常西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室陕西西安710054 兖州煤业股份有限公司山东邹城272072

火源精准探测一直是煤火灾害防治方向的世界性难题,而同位素测氡是火源精准探测的主要研究方法。为了解采空区火源位置分布及发火情况,基于煤自然发火实验台研究松散煤体发火过程中氡析出及运移规律。为减小测氡过程对自然发火实验影响... 详细信息

火源精准探测一直是煤火灾害防治方向的世界性难题,而同位素测氡是火源精准探测的主要研究方法。为了解采空区火源位置分布及发火情况,基于煤自然发火实验台研究松散煤体发火过程中氡析出及运移规律。为减小测氡过程对自然发火实验影响,设计局部气体循环系统,控制实验取气量,获得松散煤体自然发火过程中氡活度浓度沿轴线分布规律;通过数据筛选及统计分析,获得同一温度条件下氡活度浓度沿轴线分布规律;根据氡活度浓度分布理论,推导实验台轴线方向氡分布方程;基于同一温度条件下氡活度浓度沿轴线分布规律及氡分布方程,获得松散煤体自然发火过程中氡的运移规律,确定真实反映氡析出与煤温关系的节点位置;通过松散煤体单元划分及氡析出理论分析,推导松散煤体氡析出随发火时间的对应关系;基于实验分析和理论推导,获得氡析出与发火时间的变化规律。结果表明:松散煤堆自然发火过程中,沿轴线方向松散煤体内氡运移主要以渗流为主,当Tmax煤温升高呈指数增长,且存在临界温度值,可为松散煤体发火程度判断提供依据。

关键词：松散煤体自然发火氡析出氡运移火源探测

基于煤火发展演化的松散煤体自燃温度纵深蔓延特征

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2021年第6期46卷 1759-1767页

作者：赵婧昱宋佳佳郭涛张宇轩邓军张永利张廷豪西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西安高新区应急管理局陕西西安710065 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安710065

针对现有对松散煤体自然发火温度场运移特点试验装置的不足,根据实际松散煤体燃烧特点,自主设计研发了煤火发展演化模拟实验系统。选取陕西省咸阳孟村煤矿煤样为研究对象,利用该装置模拟松散煤体燃烧过程,分析松散煤体燃烧过程中高温区... 详细信息

针对现有对松散煤体自然发火温度场运移特点试验装置的不足,根据实际松散煤体燃烧特点,自主设计研发了煤火发展演化模拟实验系统。选取陕西省咸阳孟村煤矿煤样为研究对象,利用该装置模拟松散煤体燃烧过程,分析松散煤体燃烧过程中高温区域的分布及纵深移动规律,再现松散煤体从着火至燃烧最后燃尽过程中高温区域的蔓延过程,剖析温度区域迁移机制,分析高温区域关键点氧气体积分数变化规律。结果表明,在松散煤体燃烧过程中,煤样体系温度变化尺度随着时间的增加先上升后下降,试验运行600 h后,整体燃烧室降至环境温度;试验过程中松散煤体高温区域集中于煤火发展演化模拟实验装置中部以及西侧部分;高温区域纵深移动方向呈现非线性规律;高温区域在纵深蔓延过程中关键点温度呈依次降低的趋势,且下降到极限氧体积分数(1%~3%)的时间与其达到燃点温度时间相近;温度下降阶段,高温区域关键点在同层测点中下降趋势最慢;随着纵向深度增加,高温区域关键点燃点温度与峰值温度对应的时间差呈指数形式增长,关键点从燃点到达峰值的温度增长速率基本呈线性下降;高温区域关键点氧气体积分数快速下降阶段所经历的时间随着纵深的增加逐渐增大。研究成果可为煤堆、遗煤、煤炭储存状态下等的松散煤体自然发火的防治提供借鉴。

关键词：松散煤体高温区域燃烧过程温度特征蔓延特征氧气体积分数