国家自然科学基金(51304069)
- 作品数：14 被引量：77H指数：6
- 相关作者：贾海林赵万里于水军焦振营赵晓举更多>>
- 相关机构：河南理工大学河南省煤矿瓦斯与火灾防治重点实验室平顶山天安煤业股份有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长江学者和创新团队发展计划博士科研启动基金更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程理学化学工程更多>>
- 石膏饰面层对聚苯乙烯板耐火性能的影响被引量：1
- 2019年
- 针对聚苯乙烯板受热易分解和耐火性不高的问题,以盐石膏和粉煤灰为基材制作自流平砂浆,在聚苯乙烯板表面涂覆自流平砂浆饰面层,研究饰面层对其热稳定性和耐火性能的影响。结果表明:石膏饰面层在升温过程中可将聚苯乙烯芯材有效地包裹起来,延缓聚苯乙烯芯材板的热分解,涂覆饰面层的聚苯乙烯板的残炭率相比纯聚苯乙烯板增加了4.3倍,其热释放速率峰值和总热释放量随着饰面层厚度的增加而降低;聚苯乙烯板的升温速率随着饰面层厚度的增加而降低,达到耐火极限的时间随厚度的增加而延长;在整个升温过程中,厚度2mm、3mm和4mm饰面层的硬度值损失率分别为50.82%.41.98%和37.52%,表面硬度值损失率随着饰面层厚度增加而降低.
- 于水军杨岱霖魏月贝谢高超
- 关键词：聚苯乙烯板热分析耐火时间
- 三种盐类超细水雾抑制管道内甲烷-空气预混气爆炸的差异性被引量：7
- 2020年
- 针对管道输送可燃气体时爆炸引发的连锁安全问题,自行搭建了两节管道预混气爆炸传播及抑爆实验系统,开展了不同种类、不同盐类质量分数和不同雾通量的盐类超细水雾抑制甲烷体积分数为9.5%的甲烷-空气预混气爆炸的系列实验。基于火灾学和爆炸学理论,深入探讨了不同实验工况下爆炸超压振荡曲线、最大超压峰值、爆炸火焰阵面位置、火焰平均传播速度和火焰结构演化的差异性。研究表明:随着盐类添加剂(NaCl、NaHCO3和MgCl2)质量分数和雾通量的增大,最大爆炸超压峰值相对于纯水超细水雾作用时呈不同幅度下降,爆炸超压振荡曲线上升趋势缓慢,火焰平均传播速度下降趋势明显。爆炸火焰锋面在管道B内呈现不同次数的后退现象,到达管道末端的时间较无细水雾和纯水超细水雾下延迟效应明显。通过比较分析,发现含NaCl超细水雾在弱化爆炸超压、延缓火焰锋面推进、降低火焰平均传播速度以及火焰后退次数方面均优于含MgCl2和NaHCO3超细水雾。主要原因在于,阴离子Cl^−销毁链式爆炸反应中OH·、H·自由基的能力强于HCO3^-,阳离子Na+销毁爆炸反应中OH·、H·自由基的能力强于Mg^2+。
- 贾海林翟汝鹏李第辉项海军杨永钦
- 基于TG/DSC/MS技术的煤氧复合全过程及气体产物研究被引量：12
- 2022年
- 针对利用DSC曲线研究煤氧复合反应的阶段划分、热量变化及产物生成路径等方面存在定义表述不够系统,TG和DSC耦合分析不够深入等问题,利用TG/DSC/MS联用技术,开展惰气和空气氛围下不同升温速率煤氧复合全过程的测试与分析。实验表明:基于DSC划分法可将煤氧复合全过程划分为水分蒸发及气体脱附吸热阶段、化学吸附和缓慢反应放热阶段、煤热解生成活性基团放热阶段和挥发分与固定碳燃烧放热阶段。通过特征温度的作图比较,发现TG划分法和DSC划分法的煤氧复合全过程的划分具有高度的重合性和一致性,这证明了DSC划分法的可行性和正确性。利用矿井火灾学、热分析动力学和煤化学理论,阐述了煤氧复合全过程相应阶段的温度范围、生成产物。通过气相产物的质谱分析和Chem 3D软件的建模分析,在构建煤结构单元局部片段的基础上阐明了甲烷、乙烯、一氧化碳和二氧化碳等气体生成的反应历程及生成机理。获得了煤氧复合过程中CH_(4)和C_(2) H_(4)的生成趋势具有相似性规律,且离子流强度曲线出现的峰值温度基本相同。CO_(2)的逸出曲线呈抛物线,在560℃时出现逸出峰。发现了CO的离子流强度曲线具有双峰特征,双峰对应的特征温度分别为530,609℃。研究成果可为厘清煤氧复合的全过程和煤自燃分级预警提供理论支撑。
- 贾海林崔博焦振营焦振营徐倩倩赵万里
- 矿井煤体原生赋存一氧化碳气体来源试验研究
- 2021年
- 由于近几年矿井采煤工作面回采时发生一氧化碳气体异常涌出现象,基于恒温充氮解吸装置,通过在采煤工作面利用隔氧取样方法采集煤样,在25℃条件下对煤层深部区域的煤样可解吸的一氧化碳气体总量进行测定,为减少在取样时一氧化碳气体发生氧化作用而造成误差,通过开展恒温氧化实验来校正,根据试验数据计算获得斜沟煤矿1号煤样和肖家洼煤矿2号煤样共计含原生一氧化碳气体至少为0.19 L/t和0.15 L/t,表明煤层在成煤过程中确实存在原生一氧化碳气体。
- 梁鹏飞
- 关键词：涌出
- 碳氢/有机硅/低碳醇三元系泡沫及抑制煤自燃的效果分析被引量：7
- 2022年
- 泡沫灭火剂是常用的火灾扑救方法之一,但常规泡沫灭火剂存在半衰期短,析液、聚并迅速而影响灭火效能的问题,基于火灾化学和活性剂技术,提出碳氢表面活性剂SDS、有机硅表面活性剂LS-99和低碳醇的三元系泡沫体系,并系统探究碳氢/有机硅/低碳醇的复配配比。通过表面张力、发泡高度、稳泡系数的大量测试,发现LS-99的临界胶束浓度为0.0083%。LS-99和SDS二元系在降低表面张力、提升发泡高度和稳泡系数方面具有良好的协同增效作用。在此基础上引入适量浓度的能够延缓泡沫析液、聚并的异丁醇,设计出了性能优良的碳氢/有机硅/低碳醇泡沫灭火剂。LS-99、SDS和异丁醇的质量分数为0.1%时,测试结果表明SDS/LS-99/醇三元系泡沫的发泡倍数可达52.5倍,25%析液时间可达210 s,300 s时的稳泡系数高达0.958,半衰期远超常规泡沫。煤自燃的灭火抑制实验表明,SDS/LS-99/醇三元系泡沫作用下,煤自燃各反应阶段的活化能相较于空气氛围均增大,反应难度增强;最大失重速率下降,反应剧烈程度减弱。初期吸热阶段的吸热量为78.3 J/g,大于空气氛围下煤氧复合的吸热量,吸热增幅高达2.16倍。放热阶段的放热量为1765.4 J/g,相较于空气氛围放热降幅达到15.15%,表明SDS/LS-99/醇三元系泡沫对煤自燃具有良好的灭火效果。
- 贾海林陈南焦振营程龙赵万里赵万里
- 关键词：表面活性剂低碳醇
- 含NaCl超细水雾对不同阻塞率管道内爆炸的抑制被引量：7
- 2020年
- 针对长距离输气管道频发的爆炸问题,在自行搭建的水平透明管道平台中开展了含NaCl超细水雾对不同阻塞率管道爆炸特性的影响研究。通过对瓦斯爆炸压力、火焰传播速度等特征参数进行分析,探究含NaCl超细水雾与不同阻塞率泄压口对爆炸特性的影响规律。结果表明:仅在不同阻塞率(0、0.2、0.4和0.6)的泄压口作用下的管道瓦斯爆炸,爆炸超压随着管道阻塞率的增大而增强,阻塞率与火焰锋面传播至管道末端时间呈非线性关系,在阻塞率为0.2时火焰平均速度最快;两者共同作用下,雾通量为8.4 mL、质量分数为8%的NaCl超细水雾阻火抑爆效果最佳,最大爆炸压力下降幅度可达59.2%;含NaCl超细水雾直接作用于爆炸火焰从而抑制爆炸传播。
- 贾海林项海军李第辉翟汝鹏
- 关键词：瓦斯爆炸阻塞率
- 采场覆岩两带与采空区自燃三带相关关系研究被引量：2
- 2020年
- 为研究采煤工作面覆岩两带(冒落带、裂隙带)与自燃三带(散热带、窒息带、氧化带)的关系,通过建立覆岩运移模型,应用CDEM软件模拟分析了试验工作面采动空间上覆岩层两带的扩展过程,分析垂向方向覆岩两带分布对水平方向上垮落煤岩堆积状态的影响情况。通过现场埋管实测的手段以及氧体积分数法进行了采空区煤自燃三带的划分。研究表明,冒落带高度稳定情况下,采煤推进距离(48 m)与采空区散热带和氧化带的分界线(进风侧采空区以里50 m左右,回风侧采空区以里40 m左右)有较好的吻合关系。裂隙带高度稳定情况(顶板150 m处的岩层最大下沉值趋于基本稳定)下,采煤推进距离(126 m)与采空区氧化带和窒息带的分界线有较好的对应关系。
- 赵晓举赵晓举贾海林贾海林翟汝鹏张民远
- 关键词：自燃三带
- 基于灰色关联法的煤自燃标志气体分析与优选被引量：2
- 2015年
- 针对吉宁煤矿2号煤层自燃预测指标不清的问题,借助于煤升温氧化装置进行了煤氧化—热解实验,分析了吉宁煤矿2号煤层煤氧化—热解气体的产生规律。运用灰色关联分析法,计算并优选了加速氧化阶段可信度较高的标志气体。获得了吉宁煤矿2号煤层煤自燃的复合预测指标,即缓慢氧化阶段以CO为主,加速氧化阶段以C2H4为主,激烈氧化阶段以C2H2为预测的主指标。
- 杜志峰
- 关键词：煤自燃标志气体灰色关联分析
- 煤中掺比伴生硫化物的自燃特性分析被引量：2
- 2018年
- 为了深入探究矿井下伴生硫化物对煤自燃及着火燃烧特性的影响,向原煤中添加不同量的含硫物配制4种不同含硫量的煤样,通过TG实验、DSC测试和XRD分析,研究伴生硫化物对煤自燃及着火燃烧特性的影响规律;基于Coats-Redfern法计算煤中掺加不同伴生硫化物时煤燃烧阶段的活化能。研究结果表明:随着煤中掺比伴生硫化物的增多,煤的特征温度相应减小,而吸氧量、可燃和稳燃指数相应增大,原煤中混入伴生硫化物后更易自燃;随着煤中掺比伴生硫化物的增多,煤燃烧阶段的活化能降低,煤更易着火燃烧;伴生硫化物的主要成分为水绿矾、叶绿矾,这些物质在常温下遇水和氧气能够发生化学循环反应,反应放热促使了煤更易自燃;伴生硫化物在温度高于200℃以后整体表现为放热,在温度为565℃时达到放热峰值,这使得煤燃烧阶段的活化能降低,煤更易燃烧。
- 贾海林翟晨光赵晓举徐彦伟张民远
- 关键词：活化能
- 深热井巷热害隔离材料复配体系及性能研究
- 2022年
- 本工作针对深热矿井掘进巷道围岩放热作为主要热源之一导致的井巷高温热害问题,提出延缓或者限制高温围岩向井巷传热的“主动阻/隔热”以实现源头治理热害的研究构想。基于矿山热害学和传热传质学,结合实际巷道的围岩岩性、风流参数等,计算结果证明采用低导热系数的热害隔离材料达到“主动阻/隔热”的理论可行性。运用混凝土学和胶体化学等知识,遴选和自配了热害隔离材料的胶凝材料、骨料、掺和料和外加剂。基于正交试验、实验测试和功效系数分析,获得了热害隔离材料的综合性能最优配比,即粉煤灰用量为水泥的30%(质量分数,下同),可再分散性乳胶粉和聚丙烯纤维掺量分别为胶凝材料的0.5%和0.4%,水灰比为0.6。通过黑红二值化处理和扫描电镜分析发现,最优配比下热害隔离材料的内部微孔密集,分布均匀,且为互不联通的闭孔结构,其数量远大于其他配比。研制出的新型井巷热害隔离材料,其关键性能参数:干密度为602.7 kg/m^(3),抗压强度为2.58 MPa,导热系数为0.1937 W/(m·K),导热系数仅为普通混凝土的0.1133倍,满足井巷高温围岩隔热要求,因此该材料具有广泛应用价值。
- 贾海林项海军郭明生赵万里赵晓举赵晓举于水军
