我國煤炭儲量大、分布范圍廣。在煤炭開采過程中,煤自然發(fā)火一直是困擾礦井安全的主要難題,也是影響我國能源行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的重要因素。而采空區(qū)是煤自燃最為頻發(fā),治理最為困難,后果最為嚴(yán)重的區(qū)域。因此,研發(fā)高效可靠的采空區(qū)防滅火技術(shù),豐富礦井防滅火技術(shù)體系,對提升礦井火災(zāi)防治能力,針對性地治理采空區(qū)自燃火災(zāi)具有重要的實際意義。本文以東榮一礦現(xiàn)開采煤層為研究對象,提出了采空區(qū)細(xì)水霧防滅火技術(shù),從霧化方法,滅火降溫特性以及防滅火原理等方面對利用細(xì)水霧進(jìn)行采空區(qū)煤自燃防治進(jìn)行了闡述和分析,認(rèn)為細(xì)水霧防治采空區(qū)煤自燃的主要原理在于對環(huán)境的氣相冷卻,遺煤表面的浸潤,稀釋采空區(qū)氧氣濃度,阻隔輻射熱以及動力學(xué)效應(yīng)五個方面。采用程序升溫實驗對煤自燃早期預(yù)測預(yù)報指標(biāo)進(jìn)行了研究,得出了采用CO、C2H4、C2H2氣體作為東榮一礦煤層自然發(fā)火預(yù)報的主要指標(biāo)氣體,其中C2H2用于預(yù)報進(jìn)入劇烈氧化階段。而C2H6、φ（C2H4/C2H6）可以作為輔助指標(biāo)判斷煤的自燃狀態(tài),不能單獨進(jìn)行分析判斷。由于φ（CO/CO2）、φ（C2H6/CH4）隨煤溫變化呈現(xiàn)出規(guī)律性不強,因此不宜選用作為預(yù)測預(yù)報體系的指標(biāo)。利用實驗分析的特... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

細(xì)水霧分類

西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文82.2細(xì)水霧的常規(guī)霧化方法根據(jù)細(xì)水霧形成機理[64]，可以利用撞擊射流、離心壓力和雙相流三種噴頭將細(xì)水霧霧化。通常在霧化的過程中使用不同的細(xì)水霧系統(tǒng)會影響或改變細(xì)水霧的霧化錐角、滅火效率和使用成本等參數(shù)。2.2.1撞擊射流噴頭如圖2.2所示，將噴孔與導(dǎo)流板作為主要元件的撞擊射流噴頭在霧化的過程中，液態(tài)水從管道到達(dá)噴嘴后被迅速噴出，從而撞擊到導(dǎo)流板上產(chǎn)生液膜，最終在液膜破碎后得到直徑比較小的水滴。圖2.2撞擊式噴頭雖然撞擊射流噴頭的噴嘴設(shè)計不復(fù)雜，在生產(chǎn)的過程中也不用精密加工。但是，當(dāng)水流從噴嘴噴灑時，其豎向動量依舊會受到限制。因為當(dāng)水流在撞擊導(dǎo)流板時，水滴速度會逐漸減慢，導(dǎo)致水滴動量也會下降。同時，導(dǎo)流板樣式對水微粒分布程度也有很大影響。在系統(tǒng)壓力增加時，粒滴的動量也不會有明顯的提升。導(dǎo)流板樣式以及出口速度決定了撞擊射流噴頭霧化的霧滴粒徑分布、霧化強度和霧化錐角等主要參數(shù)。由于撞擊射流噴頭能產(chǎn)生直徑較大的霧滴，滅火能力強，所以被經(jīng)常用于抑制火災(zāi)或者是需要粒徑較大的水霧控制火災(zāi)蔓延的場所。并且，在這方面已經(jīng)做過了很多研究的研究者們認(rèn)為：如果在船舶和非生產(chǎn)性建筑內(nèi)配備撞擊射流噴頭，滅火能力不但會提高，還能有效地抑制噴射火焰以及使用不同可燃物的池火。2.2.2壓力式離心噴頭作為單流體噴嘴的壓力式離心噴頭通常由直徑較小的噴嘴、旋流器以及內(nèi)部固定裝置組成。在離心壓力噴頭內(nèi)，液態(tài)水在流經(jīng)其內(nèi)部固定裝置時形成旋轉(zhuǎn)流動，會在旋流

2細(xì)水霧防滅火特性與機理9器內(nèi)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，從噴嘴快速噴灑形成水片后，由于噴灑速度過快，水片太薄，導(dǎo)致水片極不穩(wěn)定，從而在噴灑后會被分解為細(xì)小的水微粒[48]。圖2.3為壓力式離心噴頭。由于它形成的水微粒直徑小且分布均勻、霧化錐角也較大，因此將幾個獨立的壓力式離心噴頭組合在一起形成的噴頭體，會使水霧參數(shù)（霧化錐角及通量）增加。因為細(xì)水霧的粒徑分布與系統(tǒng)出口釋放壓力有關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)出口壓力升高時，水微粒的直徑減小，動量和霧通量卻將增加。然而，釋放的壓力在增加到一定值后如果再持續(xù)增加，動量和霧通量雖然也會繼續(xù)增大，但出口壓力影響水微粒直徑分布的能力會隨之降低。圖2.3壓力式離心噴頭在需要控制火災(zāi)類型，尤其是表2.1中的A、B類火災(zāi)時，一般會采用壓力式離心噴頭。有研究人員發(fā)現(xiàn)除開固體物質(zhì)的火災(zāi)外，壓力式離心噴頭不僅能對電氣設(shè)施進(jìn)行保護(hù)，還能有效的抑制電器類火災(zāi)[51]。表2.1火災(zāi)的分類火災(zāi)分類分類特性A類火災(zāi)是固體物質(zhì)火災(zāi)。指在燃燒時通常會有灼熱余燼產(chǎn)生的含有有機物性質(zhì)的物質(zhì)。如煤炭、衣物、干草、書本、紡織品等火災(zāi)。B類火災(zāi)指可溶性固體和可燃性液體火災(zāi)火災(zāi)。如汽油、原油、酒精、乙醇、石蠟等火災(zāi)。C類火災(zāi)指氣體火災(zāi)。如煤氣、天然氣、甲烷、乙烷等火災(zāi)。D類火災(zāi)指金屬火災(zāi)。如液體金屬、鋁鎂合金、鉀、鈉、烷基類火災(zāi)。E類火災(zāi)是帶電類的物體或儀器類火災(zāi)。2.2.3兩相流噴頭圖2.4為兩相流噴頭，它的主要元件一般包括入氣口、入水口以及氣液混合室，因

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]“十四五”時期現(xiàn)代煤化工煤炭消費總量控制研究[J]. 楊芊,楊帥,樊金璐,鄭劍平.  煤炭經(jīng)濟(jì)研究. 2020(02)
[2]2025年中國能源消費及煤炭需求預(yù)測[J]. 謝和平,吳立新,鄭德志.  煤炭學(xué)報. 2019(07)
[3]基于主成分分析法的東榮一礦煤層自然發(fā)火指標(biāo)氣體實驗研究[J]. 董紹樸,劉劍,李艷昌,白雪松,劉慶海.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2019(02)
[4]通風(fēng)與細(xì)水霧耦合滅火機理實驗研究[J]. 張培紅,許文斌,曹宇.  消防科學(xué)與技術(shù). 2017(07)
[5]雙工作面均壓通風(fēng)防滅火技術(shù)在板定梁塔煤礦的應(yīng)用[J]. 王海生.  煤礦安全. 2017(04)
[6]防滅火材料的滅火機理研究[J]. 熊珊珊,田兆君.  科技展望. 2016(32)
[7]高位鉆孔注水防滅火技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 彭獻(xiàn)清,王昌.  煤炭技術(shù). 2016(11)
[8]我國煤火災(zāi)害防治技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 鄧軍,李貝,王凱,王彩萍.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2016(10)
[9]我國煤礦火災(zāi)防治現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J]. 梁運濤,侯賢軍,羅海珠,田富超,于貴生.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2016(06)
[10]基于LDA的均直巷道斷面突擴風(fēng)速分布規(guī)律實驗研究[J]. 劉劍,宋瑩,李雪冰,白崇國,鄧立軍,吳剛.  煤炭學(xué)報. 2016(04)

博士論文
[1]防治煤自燃的懸砂膠體研究[D]. 徐永亮.中國礦業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]液態(tài)CO2滅火技術(shù)在高瓦斯礦井火災(zāi)的治理研究與應(yīng)用[D]. 阮增定.太原理工大學(xué) 2013
[2]巷道透采空區(qū)煤自燃火災(zāi)治理技術(shù)研究[D]. 楊曉敏.西安科技大學(xué) 2012
[3]粉煤灰凝膠防滅火技術(shù)在煤礦中的研究應(yīng)用[D]. 隋濤.太原理工大學(xué) 2007



本文編號：3506911