煤矿采空区二氧化碳安全智能防灭火理论 应急管理 9787523702109 司俊鸿|
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作者司俊鸿|
出版社应急管理
ISBN9787523702109
出版时间2024-04
装帧其他
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定价68元
货号32072440
上书时间2024-09-06
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作者简介
司俊鸿，男，生于1985年5月，陕西西安人，博士，教授，研究生导师，华北科技学院应急技术与管理学院应急技术与管理专业主任，主要研究方向为矿井通风与火灾防治。
主持国家及河北省自然基金项目2项、省部级科教研项目S项、其他纵向课题及企业横向课题30余项，参与50余项科研项目的研究工作。发表论文70余篇，其中第一作者论文30余篇，SCI／EI检索17篇，专著1部，主编教材2部，授权专利15项，获得省部级科技奖励5项。
目录
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容
1.4 研究方法及技术路线
2 二氧化碳防灭火基础理论
2.1 二氧化碳理化性质
2.2 煤吸附二氧化碳特性
2.3 二氧化碳抑制煤自燃惰化特征
3 破碎煤体对二氧化碳的吸附特性实验研究
3.1 煤吸附实验装置设计
3.2 实验流程及条件
3.3 煤吸附二氧化碳特性研究
3.4 吸附煤样燃烧特性研究
4 煤吸附二氧化碳分子模拟研究
4.1 分子模拟建模
4.2 外部因素对煤吸附单组分气体能力的影响
4.3 外部因素对煤吸附多组分气体能力的影响
4.4 水分对煤吸附气体能力的影响
5 采空区二氧化碳耗散运移理论研究
5.1 采空区多孔介质特性
5.2 遗煤压裂区导通孔隙网络拓扑结构研究
5.3 采空区气体输运传热数学模型
5.4 多孔介质二氧化碳热质耗散机理
6 采空区二氧化碳扩散运移实验研究
6.1 实验装置
6.2 实验流程
6.3 实验结果与分析
6.4 受限空间二氧化碳防治煤自燃机制
6.5 二氧化碳注气量方程计算改进
7 采空区压注二氧化碳工艺参数优化研究
7.1 采空区二氧化碳防灭火技术
7.2 采空区数值模拟方法
7.3 采空区注二氧化碳流场分布
7.4 灌注参数优选
7.5 相邻采空区气体运移规律及泄漏量计算
8 采空区二氧化碳安全智能防灭火技术
8.1 现代智能调控技术
8.2 开放式采空区二氧化碳安全防控模型
8.3 二氧化碳安全智能防灭火系统设计
8.4 二氧化碳防灭火系统现场应用
参考文献
内容摘要
本书共分8章。第1章为绪论，从我国碳排放和煤炭资源安全开采出发，比较分析了二氧化碳防灭火技术的优越性，经深入剖析提出了该技术有待进一步深入研究的关键问题。第2章为二氧化碳防灭火基础理论，包括二氧化碳理化性质、吸附机理和防灭火机理，为煤吸附二氧化碳影响因素指标体系建立和二氧化碳防灭火技术研究奠定理论基础。第3章为破碎煤体对二氧化碳的吸附特性实验研究，分析煤吸附二氧化碳外部影响因素及其热效应，对比实验煤样与分子模拟吸附结果，验证分子模拟定性定量分析的可行性，开展TG-DSC同步热分析实验研究煤吸附二氧化碳的阻化作用效果。第4章为煤吸附二氧化碳分子模拟研究，基于分子动力学和分子力学原理，建立能量稳定状态分子模型，利用蒙特卡洛和密度泛函方法模拟研究温度、压力和水分等外部因素对煤吸附单组分和混合组分气体能力的影响，对比不同吸附质气体分子吸附能力。
第5章为采空区二氧化碳耗散运移理论研究，利用扫描电镜方法对松散煤孔隙结构进行表征，提出一种等效孔隙网络拓扑结构表征方法，研究遗煤压裂区导通孔隙网络拓扑结构，建立采空区导
通孔隙渗透率三维分布数学模型和采空区气体输运传热数学模型，研究多孔介质二氧化碳热质耗散机理。第6章为采空区二氧化碳扩散运移实验研究，分析间歇性注气过程中煤体内部温度场及其随时间的变化，研究二氧化碳在采空区高温松散煤体中的扩散规律，反演多孔介质二氧化碳吸附场，提出受限空间多孔介质-二氧化碳温度变化机制，揭示受限空间二氧化碳防治煤自燃机理，将二氧化碳耗散量引入二氧化碳注气量方程进行计算改进，提高二氧化碳注气量设计的科学性。第7章为采空区压注二氧化碳工艺参数优化研究，建立采空区注二氧化碳防灭火影响因素指标体系，提出多源联合压注二氧化碳防灭火技术，建立采空区三维模型模拟不同灌注深度和灌注量工况下采空区注二氧化碳气体流场和温度场分布以及相邻工作面采空区气体运移规律，研究二氧化碳灌注对氧化带宽度的影响以及灌注量和埋管深度对上隅角二氧化碳浓度的影响，确定最佳灌注参数，计算液态二氧化碳安全灌注量和相邻采空区二氧化碳泄漏量。第8章为采空区二氧化碳安全智能防灭火技术，建立基于预测先行与监测数据反馈校正相结合的采空区二氧化碳灌注参数反馈模型和开
放式采空区二氧化碳安全防控模型，确定求解方法，设计二氧化碳安全智能防灭火系统，对二氧化碳灌注安全性能指标自适应调控装置进行关键设备选型，开展现场试验应用研究。
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