發(fā)布時間：2020-07-18 00:25

【摘要】：地下煤火是由于煤的低溫氧化特性產生的嚴重自然災害。由于人類活動和自然環(huán)境等因素,地下煤火問題愈發(fā)嚴重,已經成為一種浪費資源、污染環(huán)境并危及人員安全的全球性災害。對地下煤火在地質系統(tǒng)中的發(fā)生和發(fā)展進行深入的研究,對煤火的監(jiān)測、治理具有重要的指導意義�，F(xiàn)有研究中缺乏實驗室尺度煤體在貧氧條件下的低溫氧化過程的研究,本文針對此不足,采用實驗和數(shù)值模擬的方法,對蓋層下煤體低溫氧化至自燃過程進行了研究。使用開有線狀孔洞的氧化鋁泡沫陶瓷作為蓋層,模擬地下煤火系統(tǒng)中的上覆巖層和裂隙,在無強制通風條件下,利用電加熱板對煤層進行加熱,研究了煤體和蓋層的溫升特性及逸散煙氣等特性。應用計算流體力學軟件Fluent,分析了煤氧反應動力學參數(shù)、熱平衡和非熱平衡模型對于模型準確性的影響,研究了煤體中水分含量、蓋層導熱系數(shù)和裂隙尺寸對煤低溫氧化階段產生的影響。研究結果表明:煤體升溫過程中由于水分的影響,經過初始短暫的升溫后,將處于一段較長時間的溫度穩(wěn)定期,然后再進入溫度快速上升期,同時,煤體的氧化將造成表層孔隙增大,促進下層煤體的氧化反應;蓋層表面溫度隨時間的變化與煤溫隨時間的變化規(guī)律基本一致,且隨煤溫的升高先快速上升,達到一定溫度后,溫升速率降低,溫度變化緩慢;煤低溫氧化階段前期,CO濃度、CO/CO_2值都較小,隨著煤體溫度的增加,煤氧反應加劇,氧氣供應不足,CO濃度、CO/CO_2值將增大;在煤低溫氧化階段,隨著煤體中含水量的增加,煤體在溫升階段處于溫度平穩(wěn)期的時間也會越長;蓋層導熱系數(shù)減小,煤體在快速氧化階段溫升速率會更大;蓋層裂隙的尺寸越小,煤層氧化反應的劇烈程度和反應放熱顯著區(qū)域越小。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TD752.2
【圖文】：

世界范圍內的煤火實測Figure1-1Coalfireexamplesintheworld

圖 1-2 中國煤田火災和煤礦火災分布圖[2]Figure 1-2 Distribution of coalfield fires and coal mine fires in China[2顯示[2]，新疆、內蒙古、青海等七個產煤大�。ㄗ灾螀^(qū)） 個，火災面積超過 720 km2，其中新疆的煤田火災面積為

圖 1-3 新疆地區(qū)煤火分布圖 (2009)[15]Figure 1-3 Distribution of coal fires in Xinjiang region (2009)[15]

【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

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相關碩士學位論文 前1條

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本文編號：2760131