地下煤火探測(cè)是采用現(xiàn)代的各種探測(cè)技術(shù)，對(duì)地下煤火燃燒空間、燃燒強(qiáng)度以及所產(chǎn)生的資源環(huán)境災(zāi)害進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)定性、定量、定位、定時(shí)地了解地下煤火的空間變化和時(shí)間變化過(guò)程。地下煤火的發(fā)展在時(shí)間和空間上是一個(gè)連續(xù)的變化過(guò)程，在變化過(guò)程中，由于火區(qū)地質(zhì)狀態(tài)的迅速變化，其物理場(chǎng)和化學(xué)場(chǎng)也發(fā)生同步變化。本課題利用紅外成像技術(shù)，對(duì)物體的溫度不同所輻射量場(chǎng)也不同的原理，運(yùn)用三維空間熱傳導(dǎo)方程，從而確定自燃煤層火源的強(qiáng)度和位置，為自燃危險(xiǎn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和火區(qū)綜合治理提供強(qiáng)有力的輔助手段。 本文從紅外輻射、煤體自燃影響因素和傳熱學(xué)理論出發(fā)，提出了用紅外成像技術(shù)反演內(nèi)在火源的強(qiáng)度和位置的理論性的指導(dǎo)。根據(jù)煤層自燃現(xiàn)象和發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的規(guī)律、環(huán)境條件的影響和基本途徑，建立了隱蔽火源紅外探測(cè)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�；再通過(guò)研究與分析三維熱物理場(chǎng)的變化規(guī)律，求出煤層內(nèi)在火源的強(qiáng)度和位置；最后，提出了紅外成像對(duì)隱蔽火源反演識(shí)別的方法和巷道自燃發(fā)火隱患探測(cè)與識(shí)別兩項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，為其今后應(yīng)用方法的完善和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展奠定了基礎(chǔ)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：應(yīng)用紅外成像技術(shù)對(duì)煤層隱蔽火源的研究，可以定性判斷巷道自燃隱患，預(yù)報(bào)自燃火災(zāi)的產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)所反映出來(lái)的...

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 煤層隱蔽火源探測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外自燃發(fā)火探測(cè)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外基于熱成像的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.3 紅外成像技術(shù)的研究應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.4 研究目的和內(nèi)容
2 煤層隱蔽火源紅外成像探測(cè)的理論分析
    2.1 紅外熱成像技術(shù)的理論
        2.1.1 紅外光譜
        2.1.2 紅外探測(cè)理論
    2.2 松散煤體傳熱傳質(zhì)理論研究
        2.2.1 松散煤體傳熱理論研究
        2.2.2 松散煤體傳質(zhì)的理論研究
    2.3 本章小結(jié)
3 熱紅外成像探測(cè)煤層隱蔽火源的實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)原理
    3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.2.2 探測(cè)點(diǎn)布置
    3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.3.1 煤樣采集
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
    3.4 實(shí)驗(yàn)分析
        3.4.1 升溫階段的紅外熱像圖變化
        3.4.2 降溫階段紅外圖像變化
        3.4.3 縱向溫度分布
        3.4.4 煤表面溫度與內(nèi)部觀測(cè)點(diǎn)溫度比較
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.6 本章小結(jié)
4 松散煤體傳熱數(shù)值模擬
    4.1 松散煤體傳熱物理模型及邊界條件
        4.1.1 計(jì)算模型
        4.1.2 控制方程及邊界條件
    4.2 數(shù)值模擬網(wǎng)格劃分
    4.3 模型參數(shù)確定
    4.4 有效性檢驗(yàn)
    4.5 模擬結(jié)果及分析
        4.5.1 自然對(duì)流面溫度分布
        4.5.2 對(duì)稱面溫度分布
        4.5.3 標(biāo)識(shí)線上溫度變化圖
    4.6 本章小結(jié)
5 隱蔽火源紅外探測(cè)的反演理論研究
    5.1 簡(jiǎn)單熱源在均勻介質(zhì)條件下的溫度場(chǎng)分析
        5.1.1 溫度場(chǎng)模型的理論分析
        5.1.2 溫度異常場(chǎng)穩(wěn)態(tài)模型
        5.1.3 溫度異常場(chǎng)穩(wěn)態(tài)線性模型
        5.1.4 溫度異常場(chǎng)的獲取
    5.2 煤火點(diǎn)源在均勻介質(zhì)條件下反演方法
        5.2.1 數(shù)值反演分析思路
        5.2.2 基于點(diǎn)源模型的單點(diǎn)火源反演方法
    5.3 本章小結(jié)
6 紅外成像對(duì)隱蔽火源反演識(shí)別的應(yīng)用
    6.1 煤巷紅外輻射強(qiáng)度分布的影響因素
    6.2 紅外成像對(duì)隱蔽火源反演識(shí)別的方法
    6.3 煤巷自燃發(fā)火隱患的探測(cè)與識(shí)別
        6.3.1 煤巷自燃發(fā)火的原因
        6.3.2 煤巷易氧化區(qū)域的熱紅外探測(cè)
        6.3.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3832179