露天煤堆自燃过程中“三带”分布的动态特征

为了准确划分煤堆自燃过程中的重点监测区域,利用数值模拟方法分析了煤堆自燃带分布的动态变化特征,结果表明:煤堆自迎风面向背风面会形成散热带、自燃带和窒息带,自燃带温度代表了煤堆的自燃危险性.自燃带的位置会随着时间逆风向迎风面移动,以温度和氧气指标划分的自燃带宽度具有不同的变化趋势.依据研究结论,自燃初期宜采用氧气指标,后期采用温度指标划定自燃带区域.     

LM74数字温度传感器在环境温度监控中的应用

讨论了LM74数字温度传感器在环境温度监控中的应用. 利用LM74数字化温度传感器测量化工生产环境温度,通过实时温度值显示、语音播报、数字打印并保存当前温度值,实现对温度的实时监控.     

干燥煤堆自燃升温特征的数值模拟

为了了解露天煤堆自燃升温过程中温度变化特征,在考虑风压、热压和质量扩散等驱动力的情况下建立了二维干燥煤堆传热传质数学模型,利用FLUENT软件对煤堆内部漏风、氧气与温度各类场信息进行分析.结果表明,煤堆自燃环境的特点是迎风面漏风强度和氧气浓度最高,背风面最低,中间递减,高温区位于迎风坡附近漏风强度适中,氧气充足的蓄热区.风速与孔隙度对煤堆自燃升温速率影响最显著,迎风倾角其次,环境温度对升温速率的影响很小.模拟结果与煤堆升温实验数据在趋势上比较符合,现场可根据计算结果事先大致判定火源位置,缩小侦测范围,以便及时采取措施,提高防火工作效率.     

煤堆自燃的数值模拟及分析

为研究煤堆在自然堆积状态下的自燃影响因素,将不易现场观测的工程实际问题转化为计算机问题.建立了煤堆自然存放的二维模型以及煤堆自燃问题的能量方程和氧浓度方程相耦合的煤堆自燃发火的数学模型.采用多物理场耦合分析软件COMSOL进行解算.结果显示煤堆在第60天时发生自燃现象,到第100 d时煤堆已经完全自燃,并且氧浓度随着时间呈现三带分布.通过改变煤堆的高度和孔隙率后进行解算,显示出煤堆高度和孔隙率增加时,煤堆更加容易发生自燃现象.结果表明:煤堆自燃现象呈现明显的三带分布,并且孔隙率和煤堆高度与煤堆自燃现象的发生呈现正相关.     

一种无线胎压实时监测系统

利用温度传感器和压力传感器采集轮胎的压力和温度参数,并把数据通过nRF24L01无线收发模块向主控端传输。利用S3C2440处理器驱动nRF24L01无线收发模块完成数据的接收,同时驱动TFT液晶屏。监控界面按照互关联算法与数据和命令进行关联,实现了数据的显示和命令/数据的传递,测试结果表明,该系统可以满足胎压实时监测的需要。     

压实防治煤堆自燃的适用性

为明确煤堆压实的适用性,使用COMSOLMultiphysics5.0数值仿真软件,建立变风速条件下不同孔隙率煤堆自热-自燃的二维数值模型,研究孔隙率(0.2~0.6)变化时煤堆在不同风速下(0.1~11.5 m/s)的最高温度,确定了不同孔隙率煤堆的自燃风速范围,比较煤堆压实前后最高温度与自然发火期变化,分析了煤堆压实的适用性.研究结果表明:随风速增加煤堆最高温度呈双指数变化;孔隙率越小自燃风速范围越宽,最小、最易、最大自燃风速与孔隙率之间具有负指数关系;压实可以对原孔隙率0.6的煤堆起到有效的保护作用,孔隙率0.5、0.4、0.3的煤堆分别在风速大于0.9 m/s、1 m/s、1.4 m/s时压实后,最高温度不降反升,自然发火期明显缩短;说明煤堆压实因煤堆孔隙率和环境风速不同存在不适用范围.     

基于热棒防灭火技术的煤自燃区域热迁移特征

为进一步掌握煤自燃蓄热区域的热迁移特征,系统论述煤自燃热棒防灭火技术原理、治理流程和工艺方法,基于自行设计的煤堆-热棒实验测试平台,分析煤堆-热棒-空气系统热阻网络,研究热棒作用下煤堆内部热量迁移行为及效果评估参数。研究结果表明:热棒的强化散热特性能够持续加快煤堆内部热量散失,煤堆-热棒-空气系统的总热阻是4.193 7℃/W,热棒工作167 h的散热量为3.30 MJ,煤堆温度最大降幅达到33.2℃,降温率为39.6%。实验条件下热棒对煤堆的有效降温半径为0.37 m,煤堆内各测点温度均被控制在自燃临界温度范围以内,煤堆因自燃引起的温度升高过程受到显著抑制,煤堆氧化升温速率被削弱。随着离热棒边缘距离增大,热棒对煤堆内部温度场的分布影响逐渐减小。工业试验现场地面以下0.40 m和1.70 m这2根热棒安装部位处的温度均在75℃以下,煤自燃受到明显抑制。热棒对于煤自燃高温区域的降温优势明显,对于煤自燃防治工程来说,根据煤自燃灾害"防—控—灭"分区综合治理思想合理设计热棒防灭火技术方案,防止复燃,能够最大限度地提高煤自燃治理工程的有效性和经济性。     

基于ZigBee技术的体温采集系统的设计

利用短距离无线通信ZigBee技术实现了体温采集系统的设计.该系统通过刷卡操作触发体温采集节点工作,由读卡器读取人员身份标识卡信息,红外温度传感器采集人体温度.ZigBee设备通过ZigBee网络将人员体温数据传输至主节点,主节点数据处理软件对人员体温数据进行加工处理并存储.管理监控人员通过管理软件管理系统和实时监控单位内人员的体温.该系统节点位置变换灵活、组网速度快、人员体温数据以无线传输方式汇集,可以快速、准确地完成体温采集.     

基于单片机的过程控制实验平台设计

该文开发了以单片机为控制器的温度控制实验系统,为过程控制课程提供实验平台。该实验平台以电烤箱为被控对象,设计了单片机与温度传感器、调压模块和显示模块之间的接口电路,实现温度的采集和控制作用的传输。采用C语言编写了PID和模糊控制算法执行程序,实现温度的自动控制。利用LabVIEW软件设计了监控界面,实现温度数据实时监控和响应曲线实时显示的功能。实验平台具有小巧、低成本、易于开发的特点,为学生开展过程控制实验提供了单回路控制系统设计、对象特性测试、PID参数整定、先进控制算法研究等实验项目。     

煤自燃温度场三维对流扩散方程的有限元解法

基于三维松散煤体温度场对流占优扩散偏微分方程数学模型,使用有限元方法解决一定边界条件下的煤自燃温度场控制方程模拟煤温的自然变化趋势,数值模拟出一组具有动态变化规律的空间对应温度值.用煤温测试装置测得煤堆中一些特定点的瞬态煤温的变化温度后对比了模拟温度值与实验温度值,比较分析结果的可行性,根据模拟结果对模型进行评价,为建立快速、准确的煤自燃预测预报系统奠定了基础.     

地面储煤堆自燃规律及测试方法

在探讨地面储煤堆自燃规律的基础上，研制出可伸缩深基点测温仪表，并应用于大同局煤峪口矿露天储煤场，得出煤堆自热层、自燃层厚度值及大同煤储煤堆自燃的内在特性。     

地面储煤堆自燃规律的实验研究

通过现场实测和实验室试验,在分析地面储煤堆自燃规律的基础上,研制出可伸缩深基点测温仪表,并应用于大同矿务局煤峪口矿露天储煤场,得出煤堆自热层、自燃层深度值及煤峪口地面储煤堆自燃的内在特性。     

地面储煤堆(矸石山)自然发火蓄热高温区域的热棒深部移热技术

 地面煤堆和矸石山自燃的问题是煤炭开采和储运过程中遇到的诸多难题之一。热棒在无源冷却系统中具有强大的热量传输能力,为防止煤堆（矸石山）因蓄热而导致自燃,提出了使用热棒加快煤堆热量散失速率,破坏蓄热环境,进行深部移热的方法,防止煤堆（矸石山）自燃。重点讨论专用热棒在煤堆自然发火蓄热高温区域移热实践中面临的设计方法、基础参数、性能、实施装备和工艺等方面的技术难题,并给出解决思路。     

地温对煤层自燃危险性的影响研究

研究了地温地煤层自燃危险性的影响,通过分析煤体氧化放热性,自燃蓄热条件和供氧条件与地温的关系,推导出煤温与砂氧速度和放热强度的关系式、热风压和升温必要条件的表达式,同时在煤自然发火实验台上进行了实验研究,研究结果表明,由于地温的作用,增强了煤体自身的氧化放热性能,同时改善了自然的蓄热条件和供氧条件,增大了煤体的自燃危险性,该项研究对于进一步完善自燃理论,以及促进煤层自燃防治技术的发展具有一定的实际     

采空区自然发火危险区域判定

针对采空区煤炭容易发生自燃问题,且采窄区发火危险区域尚不明晰,通过对采空区内气体监测以及建立采空区流场和温度场耦合数学模型,采用该模型对采空区自然发火数值模拟,判断出发火危险区域位置,从而对煤炭安全高效生产起到良好的指导作用.     

煤低温自燃发火的热效应及热平衡测算法

煤在低温自燃发火过程中的热效应是多种多样的,但主要是煤与氧的化学反应热.通过装煤850kg的大型煤低温自燃发火实验台模拟煤自燃过程,根据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时松散煤体低温氧化放热强度的热平衡测算法.通过对不同煤样的自燃发火测试,利用该方法推算出不同的煤在相同温度下的放热强度,为煤自燃特性的定量分析及自燃发火预测提供了理论依据.图1,表1,参8.     

煤炭自燃生成标志气体的红外光谱分析

针对煤自燃氧化过程中生成的生产物能够判断煤自燃的反应过程和机理以及在不同温度下生成的标志性气体可以判断煤自燃的严重程度的问题，采用红外光谱手段对神东矿区6个煤矿不同层位和不同工作面的12个煤样进行了研究。研究结果表明，煤氧化燃烧过程是分阶段进行的，分为失水阶段、氧化阶段、着火燃烧阶段。各阶段的标志气体不一样：失水阶段以H2O吸收峰为主、氧化阶段C2H4、CH4出现显现峰、着火燃烧阶段出现C2H4、CH4强峰。确定煤样在不同温度下生成标志气体的规律，对预测煤的自燃发火具有重要的理论和实际意义。     

巷道煤柱自燃温度场数值模拟与火源定位的研究

对于巷道自然发火,我国当前煤矿现场往往采用试探法打钻,然后灌注泥浆或水实施救灾.但在救灾时,准确确定火源位置是救灾关键;由于影响条件的复杂性,目前对相关机理的研究未进行深入研究.针对这一问题,论文针对巷道自燃可能的5种自燃情形,采用动态数值模拟方法研究巷道自燃后温度场和温度曲线图的分布,得出了不同火源位置,巷道表面温度分布规律为当前煤矿现场救灾确定火源点、实施打钻注浆灭火时提供技术指导.图11,参8.     

下穿高架桥的地铁基坑监测及分析

介绍了无锡地铁1号线金城路站基坑围护设计、监测方案,分析了监测数据,得出了下穿高架桥段基坑开挖过程中桩体的变形、基坑周边地表沉降、支撑轴力、临时立柱及高架桥墩竖向位移的变化规律：桩体变形呈“大肚状”,最大深层水平位移出现在坑底浇筑完毕时;地表沉降变化受开挖速度和支撑架设影响,最大变化量发生在距离开挖深度的0．6倍左右处;支撑体系有足够的安全储备且偏于保守．由监测结果可知,围护、监测方案可行,确保了基坑工程及高架桥的安全．     

液态二氧化碳防灭火装备及其工程应用

 为有效消除矿井火灾隐患, 保障井下作业人员安全, 避免煤炭资源的损失扩大, 研制了液态二氧化碳CO₂(l)的储罐、地面汽化防灭火系统和井下直接防灭火系统.储罐的自增压系统可使CO₂在其内保持液态状态而不结冰;CO₂(l)的地面汽化灭火系统可以将CO₂(l)在地面运用电热汽化器和空温汽化器汽化, 气态的CO₂在稳压罐内稳压达到1.5MPa后, 以0.5MPa的压力通过管道输送至火区进行防灭火;CO₂(l)防灭火列车可以直接将其运到煤矿井下的高温地点或火区附近, 快速降温、灭火.照金煤矿122综采工作面防火工程实践表明, CO₂(l)可以快速有效降低火区环境的温度、氧气和煤自燃指标气体浓度, 消除火灾隐患.