不同变质程度煤介电常数特性

为了研究煤的介电常数随变质程度与测试频率之间的关系,通过Concept 80宽带介电谱测试系统测试在0.1～1.0 GHz频段范围内褐煤、长焰煤、气煤、贫瘦煤和无烟煤的介电常数。结果表明:不同变质程度煤的介电常数随测试频率的增加先减小后增加,测试频率在0.3 GHz左右时介电常数值最小,在1.0 GHz附近介电常数值最大;同一测试频率下,贫瘦煤的介电常数最大,依次为褐煤、气煤、长焰煤,无烟煤的介电常数最小。此外,通过5E-MAG6700全自动工业分析仪来研究煤介电常数随变质程度的内在因素,可以发现,煤的水分含量、含碳量和灰分含量对其介电常数有一定的影响,但不是决定因素,以上结论对于超宽带电磁波在煤层中传播的实验频段选择和对井下被困人员超宽带雷达生命信息钻孔探测具有一定指导意义。     

义马常村矿煤样自燃倾向性研究

利用大型煤自然发火实验台，模拟自燃过程的各种条件，向其中通入空气，使煤与氧发生氧化反应。煤氧复合发生氧化反应，并发出热量引起自然升温，最终引起自燃。通过测定耗氧速度、热释放速率，可算出实际自燃的极限参数。根据这些实验参数可以推算出义马常村矿煤层在不同条件下的最短自然发火期、煤特征温度和其他自燃特性参数等。     

地铁站施工险兆事件实时监测预警系统

为了有效预防地铁站施工事故的发生,以地铁站施工中的险兆事件为研究对象,建立了行为安全"2-4"模型的预警行为模型,分析了地铁站安全施工对险兆事件实时监测预警系统的要求,总结了无线Mesh网络的特点、基本结构以及网络拓扑结构,对比了测距定位方法的优缺点,阐明了无线脉冲定位原理。基于无线Mesh/有线光纤网络设计了一种地铁站施工险兆事件实时监测预警系统,该系统可加强施工现场与外界的通信沟通,提高险兆事件实时监控的能力、人与物的定位精度,可为地铁站安全生产调度、安全避险、应急救援提供指导。结果表明:系统可及时发现险兆事件,有效防止地铁施工事故的发生;隧道施工人员、管理人员以及车辆的定位误差在30 cm以内,系统根据险兆事件位置,通过通信系统让附近人员迅速采取预警行为,防止地铁施工事故的发生;在未发现险兆事件或预警行为失效时,系统可缩短应急疏散时间,在同等条件下有广播通信比无广播通信的疏散时间缩小2～3倍。     

矿井胶带火灾巷道环境多参数时空演化规律

采用物理相似模拟实验的方法,借助自主搭建的矿井外因火灾烟气蔓延相似模拟实验平台,研究了矿井平直巷道内胶带火灾发展初期高温、CO等有毒有害气体浓度等灾害多参数的时空演化规律。通过试验模拟,确定了适宜胶带火灾发展的最佳风速,得到了最佳工况条件下,模拟巷道内温度场与有毒有害气体浓度场的分布规律。结果表明:当风速为0. 4 m/s时,胶带质量损失率最大,且热量扩散率最高,为试验的最佳风速;火灾烟气蔓延过程中,巷道温度呈现出随着距火源距离增加而先升高后降低的趋势;气态产物CO浓度表现出指数升高到一定阶段后逐渐趋于稳定,而CO_2气体浓度则表现出线性升高的趋势。研究成果将对矿井火灾事故救援中危险区域划分,以及矿井外因火灾的蔓延扩散规律研究具有一定的指导和借鉴意义。     

双电层电容器用离子液体/碳酸酯电解液的调制与性能

将离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIBF_4)混合碳酸丙烯酯(PC)及各种链状碳酸酯溶剂调制了一系列电解液用于双电层电容器中。文中表征了各款电解液的基本理化性质,考察了溶剂组成对电容器循环、倍率与耐压等性能的影响。研究发现,EMIBF_4与碳酸酯溶剂混合能够显著降低电解液黏度、提高离子电导率。各款电解液组装的活性炭双电层电容器基本上都具有0～3 V的稳定电位窗口,而上限电压提高至3.2 V时容量会出现快速衰减。相比之下,将PC和DMC二元混合调制的离子液体电解液虽然对电容器的耐压性能略有影响,但是可以获得较之其他电解液相对更高的比电容量和更优的倍率性能,其在0～3 V电压区间、0.5 A/g和5 A/g电流密度下的比电容量分别达到114 F/g和100 F/g,经5 000次循环后的容量保持率达92%,电容器最大能量密度达35.2 Wh/kg.以上结果表明,合理调控碳酸酯溶剂的种类与配比,咪唑类离子液体/碳酸酯电解液可以实现高性能3V基双电层电容器的有效构建。