太原理工大学安全与应急管理工程学院
- 作品数：379 被引量：712H指数：12
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- 发文基金：国家自然科学基金山西省自然科学基金山西省高等学校科技创新项目更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程化学工程天文地球更多>>
- 基于PLC控制器的矿用带式输送机监控系统研究
- 2023年
- 在对矿用带式输送机结构及原理进行概述的基础上,设计了设备的监控系统。系统使用S7-1200型PLC控制器,为系统的核心构成部分,利用传感器检测得到的数据信息和各类开关量信号需传输到控制器中进行综合处理。系统的监测点可分为3类,分别为设备监测点、保护监测点和环境参数检测点。基于模块化思想对软件程序进行设计,利用TP1200 Comfort触控屏对设备状态进行显示。将监控系统应用到工程实践中,通过现场调试确认了系统的各项功能。投入应用后使得设备的故障率以及故障处理时间均显著降低,达到了预期效果。
- 高海峰杨中庆杜双利
- 关键词：PLC控制器带式输送机监控系统模块化设计
- 工作面初采阶段高位定向长钻孔瓦斯抽采技术研究与实践被引量：3
- 2023年
- 为提高工作面初采阶段瓦斯抽采效果,避免上隅角瓦斯超限,以沙曲1#煤矿4502工作面为研究对象,采用数值模拟方法研究了覆岩在工作面初采阶段内的垮落特征,结合4502工作面初采阶段的瓦斯涌出量及覆岩垮落特征,沿工作面顶板设计3个高位定向长钻孔,钻孔末端由高位顶板延伸至工作面初采阶段的冒落带区域内。现场实践表明,合理设计高位定向长钻孔轨迹,有效提高了工作面初采阶段的瓦斯抽采量,避免了上隅角瓦斯超限,实现了工作面全生命周期内的持续高效瓦斯抽采。
- 王向东穆永亮刘伟伟
- 关键词：瓦斯超限瓦斯抽采
- 磁化荷电水雾最佳降尘参数确定实验研究
- 2022年
- 为实现对煤尘的有效防控,进一步提高磁化水降尘性能,提出磁化荷电喷雾降尘技术,通过研究液滴在磁化、荷电情况下的受力,揭示磁化荷电喷雾降尘机理;通过自主搭建的动、静态综合除尘实验平台,研究不同磁化强度、荷电电压下溶液表面张力和雾滴粒径的变化规律,进而确定最佳雾化参数。研究结果表明:磁化荷电后的溶液表面张力和雾滴粒径随磁化强度、荷电电压的增大呈现先下降而后上升,最后趋于平稳。荷电电压为9 kV、磁化强度为350 mT时达到最佳效果,此时,与清水相比全尘降尘效率达到92.79%、提高69.63%,呼尘降尘效率达到78.59%、提高94.01%。磁化荷电的溶液表面张力降低,破碎时所做表面功更小,雾化后液滴粒径更小更均匀,与尘粒接触面积增大,可提高捕尘效率,改善矿井环境。
- 李哲葛少成孙丽英陈曦陈景序张小伟
- 关键词：磁化水降尘机理降尘效率
- 固态长寿命氡子体^(210)Po在采空区煤自燃火源位置探测中的应用研究
- 2023年
- 针对同位素测氡法探火工作量大,周期长,易受气候及环境因素制约的问题,利用氡在向地表运移过程中产生的,能精确反映母体氡在一段时间中的累积值的固态长寿命子体^(210)Po,提出了基于放射化学分析手段测定^(210)Po活度浓度探测隐蔽矿井火区的氡子体^(210)Po法探火。为了探究氡子体^(210)Po法探火在现场探测中的效果与精度,在已知火源位置的柳湾煤矿开展了现场实验研究,在井下火区对应地表位置进行网格测点布置,对测点处的氡气浓度及其固态长寿命子体^(210)Po的活度浓度进行测量。通过比较氡气浓度与^(210)Po活度浓度探测结果相关性及其影响因素,对利用氡子体^(210)Po探测采空区煤自燃火源位置的技术进行论证。结果表明,火区近地表土壤层氡气浓度与^(210)Po活度浓度在总体分布上具有很强的相关性,但^(210)Po活度浓度受外界因素干扰较小,其分布更能准确反映井下煤自燃火区情况。相比同位素测氡法,氡子体^(210)Po法探火的探测精度更高,适用范围更广,具有更高的应用价值。
- 林晨王俊峰董凯丽刘轩
- 关键词：煤自燃
- 矿用CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶特性研究被引量：16
- 2020年
- 为防治煤自燃,研制一种由羧甲基纤维素钠(CMC)、柠檬酸锆(Zr Cit)和葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)组成的新型矿井防灭火凝胶。首先试验测试不同配比凝胶的成胶时间和黏度,选出适合不同情况下煤矿防灭火的凝胶配比;然后采用程序升温试验和热重(TG)试验分析凝胶的阻化性能和对煤自燃失重放热的影响。结果表明:凝胶的加入对煤的自燃有一定抑制作用;凝胶渗透过程中成胶,粘结在煤体的表面和裂隙之间;相同加热时间下加热到180℃,水的失重率比32号凝胶高出30%左右,说明凝胶固水性强,热稳定性良好。灭火模拟试验说明使用凝胶灭火,煤体降温快且不易复燃。
- 董凯丽王俊峰梁择文石琪
- 关键词：煤自燃
- 圆锥形喷嘴出口直径对水射流冲击动力特性的影响研究被引量：2
- 2022年
- 为探讨喷嘴结构对水射流冲击动力特性的影响,以圆锥形喷嘴为研究对象,基于COMSOL数值模拟软件,建立不同出口直径的圆锥形喷嘴模型,研究出口直径对水射流冲击动力特性的影响。研究结果表明:圆锥形喷嘴水射流冲击煤岩体过程中,不同喷嘴出口直径下水射流流场分布特征相似,整个流场可分为集中区、发散区、回流区和卷吸区4个区域,随喷嘴出口直径增大,卷吸区逐渐消失,其余3个区域分布也明显减弱;煤岩体应力分布可分为中心应力集中区和两侧应力集中区,随喷嘴出口直径不断增大,中心应力集中区与两侧应力集中区的范围逐渐减小,当喷嘴出口直径为6 mm时,两侧应力集中区基本消失;主体段入口速度恒定条件下,圆锥形喷嘴优选以2~3 mm出口直径为宜,此时水射流冲击煤岩体效果较佳,且不会对喷嘴产生结构破坏。
- 韩培壮高亚斌王飞向鑫郭晓亚
- 基于PLC的矸石山重力热管性能研究实验系统设计
- 2023年
- 为准确测量矸石山重力热管传热效率的影响因素,该文设计了一套以初始压力、初始角度、工质和加热温度4个变量为参数,以温差发电装置测量热能到电能转化量为传热效率量度的重力热管实验系统。该实验系统以PLC为核心控制器,可实现温度、压力的自动控制和实验数据实时采集,通过上位机软件系统与下位机交互的方式,实现实验系统自动运行和数据双向传输。实验测试结果表明,该系统误差小、操作简单、可扩展性强,局部加权回归滤波算法可消除信号不稳定的影响,能更清晰地反映重力热管性能特征。
- 张柏林房淑华张润旭
- 关键词：温差发电系统设计滤波算法
- 多因素影响重力热管间歇沸腾特性
- 2023年
- 针对工质体积比和输入热功率对重力热管间歇沸腾影响,建立重力热管实验平台。通过监测重力热管轴向测温点温度变化分析间歇沸腾初现时间、周期及液柱平均高度。结果表明:提高输入热功率会提前产生间歇沸腾、缩短间歇沸腾周期、降低间歇沸腾平均高度;增加工质体积比会降低间歇沸腾时液柱平均高度;不同输入热功率下,工质体积比为100%的重力热管的间歇沸腾周期最短;输入热功率为60 W、工质体积比为25%的工况下未发生间歇沸腾。因此,研究能够用于改变重力热管内间歇沸腾表现。
- 徐超张兴华张晓刚张柏林郭歌
- 关键词：重力热管
- 低温处理煤岩结构演化及单轴力学特性研究被引量：3
- 2021年
- 为了研究不同低温对煤岩力学及声发射特性的影响,以阳泉新景煤矿15#煤层无烟煤所制备的原煤为研究对象,利用自主研发的WYS-800微机控制电液伺服单轴试验装置、低温冷冻环境箱及美国物理声学公司的声发射试验装置,深入分析了在20、0、-20、-40、-196℃(液氮)处理过程中煤样的力学及声发射特性。结果表明:原煤煤样峰值强度与损伤强度随冷处理温度降低呈先升高后减小趋势;损伤强度/峰值强度的比值随着温度地降低不断增大,说明随着冷冲击温度的降低煤样更易破裂;在0~-20℃,煤样破坏形式复杂,脆性特性明显;温度降低煤样破坏主要以剪切破坏为主,且形式单一;低温处理对煤样的致裂作用会破坏煤内部结构,在降低煤样整体强度的同时使其内部形成结构弱面;声发射信号幅值随着处理温度的不断降低,其信号的密集程度及整体数值大小均不断降低。
- 王阳王毅赵耀江
- 关键词：应力声发射单轴压缩
- 智能通风精准调控系统架构及实现
- 2023年
- 为满足矿井通风系统智能化升级的战略需求,研究了智能通风精准调控系统的设计原则、逻辑架构及具体实现。从状态感知、控制算法和调控策略3个方面梳理了智能通风调控系统的现状,针对当前智能通风调控系统各研究领域相互割裂、数据难以相互支撑的不足,从顶层设计入手,提出以融合感知算法与控制算法为核心的系统全生命周期设计原则,以此为基础提出了以边缘端“感控一体”为核心的逻辑框架;设计并搭建了矿井智能调风软硬件平台,采取各种措施保障人车安全与系统可靠运行;针对传统框架中状态感知与精准控制算法相对分离,导致风量控制对噪声敏感的具体问题,提出采用结合卡尔曼滤波的比例积分微分闭环控制算法精准追踪巷道风量,并融入了专家建模、算法寻优和设备联动的决策与控制理念。最后,在矿井智能调风软硬件平台中开展了正常时期的风窗风量精准追踪实验和灾变时期的风烟流排除实验。实验结果表明,结合卡尔曼滤波的比例积分微分闭环控制算法相比传统比例积分微分闭环控制算法在风量追踪的准确性、抗干扰性和整体效率3个方面分别提高了20.3%、17.4%和13.9%,实现了正常时期风量的精准高效控制;风烟流排除实验中,风窗两侧恒定压差实时调控可以兼顾窒息灭火与防止烟流入侵,实现了灾变时期烟流的精准控制。2者验证了智能通风精准调控系统设计原则和逻辑框架的有效性。
- 张智韬李雨成李俊桥张静李博伦
- 关键词：系统架构逻辑框架
