煤自燃防治問題的研究,有利于中國西北地區(qū)低變質(zhì)程度煤“綠色”開采利用,實現(xiàn)西北煤炭資源安全高效開采。采空區(qū)遺煤自燃集物理化學(xué)變化、能量集聚與遷移、流固相互耦合作用造成的,是自加速、火源隱蔽的礦井災(zāi)害。煤火防治原理涉及多個學(xué)科知識。利用仿真軟件對煤自燃過程溫度場、氣體濃度場模擬可直觀了解它們變化規(guī)律,為尋找井下遺煤隱蔽火源位置提供依據(jù)。以煤自然發(fā)火實驗為基礎(chǔ),探究松散煤體在低溫條件下與氧反應(yīng)過程中溫度、氣體變化,結(jié)合熱物性實驗揭示松散煤體傳熱、導(dǎo)熱特點,利用仿真軟件將煤自然發(fā)火過程展現(xiàn),來研究煤自燃溫度場、氣體場變化規(guī)律對不同進氣量、厚度、煤質(zhì)煤樣熱物性實驗結(jié)果進行對比,分析松散煤體導(dǎo)熱系數(shù)比熱容值規(guī)律。得出同一煤樣進風(fēng)量增大時熱擴散系數(shù)值減小,比熱容會增大,而導(dǎo)熱系數(shù)呈升高趨勢但變化幅度不大。煤樣變質(zhì)程度越高,在加熱氧化過程中熱擴散系數(shù)值下降越快,且變化值越大。并根據(jù)煤自然發(fā)火實驗選擇模擬參數(shù)的函數(shù)方程。松散煤體低溫氧化放熱,是其升溫的熱源,也是模擬中的熱源。利用煤自然發(fā)火實驗研究整個升溫過程氣體分布和溫度分布的變化規(guī)律。結(jié)果表明,煤溫超過臨界溫度后高溫點移動性較強,僅用發(fā)火期十分之一... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 煤自燃機理研究現(xiàn)狀
        1.3.2 絕熱氧化實驗研究現(xiàn)狀
        1.3.3 熱物性實驗研究現(xiàn)狀
        1.3.4 煤自燃模擬研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 研究目標(biāo)與創(chuàng)新點
    1.6 技術(shù)路線
2 熱傳導(dǎo)特性實驗研究
    2.1 元素分析和工業(yè)分析
    2.2 熱傳導(dǎo)特性實驗研究
        2.2.1 實驗測試原理
        2.2.2 設(shè)備簡介
        2.2.3 條件設(shè)定
        2.2.4 實驗結(jié)果及分析
        2.2.5 熱物性參數(shù)與溫度擬合函數(shù)的選擇與分析
    2.3 本章小結(jié)
3 煤自然發(fā)火氣體濃度場及溫度場實驗研究
    3.1 自然發(fā)火實驗臺簡介及原理
    3.2 實驗條件設(shè)定
    3.3 氣溫場結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
4 煤自然發(fā)火數(shù)學(xué)模型構(gòu)建與數(shù)值模擬方法
    4.1 Fluent軟件應(yīng)用
        4.1.1 化學(xué)反應(yīng)
        4.1.2 層流條件
        4.1.3 多孔介質(zhì)
        4.1.4 用戶自定義函數(shù)UDF
    4.2 煤自然發(fā)火幾何模型及網(wǎng)格劃分
        4.2.1 幾何模型
        4.2.2 網(wǎng)格劃分
    4.3 煤自然發(fā)火實驗數(shù)學(xué)模型
        4.3.1 模型假設(shè)
        4.3.2 控制方程
        4.3.3 邊界條件
        4.3.4 參數(shù)設(shè)定
    4.4 本章小結(jié)
5 煤自然發(fā)火氣溫場數(shù)值模擬
    5.1 求解與條件參數(shù)設(shè)定
    5.2 模擬溫度場結(jié)果分析
    5.3 模擬氧氣濃度場結(jié)果分析
    5.4 模擬一氧化碳濃度場結(jié)果分析
    5.5 模擬二氧化碳濃度場結(jié)果分析
    5.6 高溫模擬結(jié)果分析
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[4]煤自燃傾向性的氧化動力學(xué)測定裝置設(shè)計理論與試驗研究[D]. 郭小云.中國礦業(yè)大學(xué) 2011
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碩士論文
[1]礦井膠帶火災(zāi)煙氣流動模擬及危險區(qū)域劃分[D]. 張澤.西安科技大學(xué) 2017
[2]陜西省煤炭資源賦存規(guī)律及其信息管理系統(tǒng)研究[D]. 韋忙忙.西安科技大學(xué) 2016
[3]煤田火區(qū)煤巖體熱物性參數(shù)及熱破壞特性研究[D]. 魯軍輝.西安科技大學(xué) 2016
[4]西北地區(qū)侏羅紀(jì)煤層采空區(qū)自然發(fā)火規(guī)律的數(shù)值模擬研究[D]. 馮山.華北科技學(xué)院 2016
[5]高溫松散煤體自吸氧規(guī)律實驗研究[D]. 張華威.西安科技大學(xué) 2015
[6]煤自然實驗過程中溫度場的數(shù)值模擬研究[D]. 周春山.太原理工大學(xué) 2007



本文編號：3090134