本文關(guān)鍵詞：基于表面溫度探測(cè)的硫化礦石堆自燃火源定位方法研究

  更多相關(guān)文章： 硫化礦石 自燃 有限元法 溫度分布 內(nèi)火源定位 ANSYS

【摘要】：摘要：硫化礦石自燃是硫化礦床開采時(shí)經(jīng)常遇到的重大災(zāi)害之一,長(zhǎng)期以來影響著礦山的安全生產(chǎn)。硫化礦石自燃是礦石與氧復(fù)合放熱為主、自發(fā)產(chǎn)生熱量及熱量積蓄引起礦體升溫的非常復(fù)雜的物理化學(xué)過程,其自燃火源具有較強(qiáng)的隱蔽性。因此,研究硫化礦石自燃內(nèi)火源的定位,對(duì)于判定礦石堆燃燒狀況和推斷火源位置以及高效、快速地展開防滅火具有重大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 本論文在廣泛查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和系統(tǒng)總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,采用有限元分析理論和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,基于硫化礦石自燃過程數(shù)學(xué)模型,對(duì)硫化礦石自燃內(nèi)火源進(jìn)行定位,分析不同條件下礦堆內(nèi)火源的定位情況,并建立硫化礦石堆內(nèi)火源定位監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)模型。 本論文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下： (1)介紹硫化礦石自燃內(nèi)火源探測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及具體應(yīng)用。簡(jiǎn)述紅外探測(cè)法應(yīng)用于硫化礦石自燃內(nèi)火源定位中的不足,總結(jié)有限元數(shù)值分析法在熱傳導(dǎo)尋源反問題方面的發(fā)展以及應(yīng)用情況。 (2)確定硫化礦石自燃內(nèi)火源定位的數(shù)值模擬方案。通過推導(dǎo)硫化礦石自燃過程中礦堆內(nèi)存在的漏風(fēng)風(fēng)流場(chǎng)、氧濃度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合熱傳導(dǎo)反問題,運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS來模擬實(shí)現(xiàn)硫化礦石堆自燃內(nèi)火源的定位。 (3)利用ANSYS有限元分析軟件,建立硫化礦石自燃內(nèi)火源反演的有限元模型。通過對(duì)已建立模型進(jìn)行加載求解,得到硫化礦石堆內(nèi)在某一時(shí)刻的溫度場(chǎng)分布等值線圖,以及礦石堆內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度求解結(jié)果。根據(jù)溫度分布情況坐標(biāo),確定最高溫度所在位置,計(jì)算出高溫內(nèi)火源區(qū)域的近似面積。 (4)調(diào)整礦石堆表面的溫度分布情況、礦石堆孔隙率、生熱率、導(dǎo)熱系數(shù)參數(shù),分析不同條件下礦堆內(nèi)火源定位情況。各參數(shù)的影響情況如下：礦石堆表面溫度分布情況對(duì)硫化礦石堆內(nèi)火源區(qū)域的定位有著很大的影響,表面溫度測(cè)點(diǎn)布置不同,模擬分析結(jié)果也有較大的不同；在其他條件不變時(shí),礦石堆內(nèi)高溫內(nèi)火源區(qū)域面積隨著孔隙率的增大而增大；礦石堆內(nèi)高溫內(nèi)火源區(qū)域面積隨著生熱率的增加而增大；礦石堆內(nèi)的高溫內(nèi)火源區(qū)域面積隨著有效導(dǎo)熱系數(shù)的增大而減小。 (5)礦堆內(nèi)火源定位監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系的建立。將紅外熱成像測(cè)溫技術(shù)和有限元分析技術(shù)結(jié)合起來,建立由模擬參數(shù)值測(cè)定、礦堆內(nèi)火源定位模擬、防治措施制定三部分組成的火源定位體系,及時(shí)有效的將技術(shù)措施和管理措施結(jié)合起來防治礦堆自燃火災(zāi)。圖47幅,表9
【關(guān)鍵詞】：硫化礦石 自燃 有限元法 溫度分布 內(nèi)火源定位 ANSYS
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD752.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題研究的目的及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 硫化礦石自燃機(jī)理11-12
• 1.2.2 硫化礦石自燃的數(shù)學(xué)模型及數(shù)值模擬12
• 1.2.3 硫化礦石堆內(nèi)火源的定位和溫度場(chǎng)反演方法12-13
• 1.2.4 有限元分析的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向13-15
• 1.2.5 ANSYS有限元分析軟件的應(yīng)用情況15-16
• 1.3 對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)16
• 1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線16-19
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.4.2 技術(shù)路線17-19
• 2 硫化礦石堆自燃過程及其火源位置的反演模型19-30
• 2.1 硫化礦石堆自燃過程數(shù)學(xué)模型19-25
• 2.1.1 硫化礦石堆內(nèi)漏風(fēng)風(fēng)流場(chǎng)數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.1.2 硫化礦石堆內(nèi)氧濃度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.1.3 硫化礦石堆內(nèi)溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型22-25
• 2.2 硫化礦石堆自燃內(nèi)火源位置的反演25-28
• 2.2.1 紅外熱像探測(cè)的熱傳導(dǎo)反問題25-26
• 2.2.2 硫化礦石堆內(nèi)熱源的導(dǎo)熱微分方程26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 3 硫化礦石堆自燃內(nèi)火源定位模擬30-49
• 3.1 礦堆內(nèi)火源定位數(shù)值模擬軟件的選擇與方案研究30-36
• 3.1.1 有限單元法概述30-33
• 3.1.2 ANSYS有限元分析軟件33-34
• 3.1.3 礦堆內(nèi)火源定位數(shù)值模擬方案34-36
• 3.2 硫化礦石堆自燃內(nèi)火源定位模擬的實(shí)現(xiàn)36-48
• 3.2.1 硫化礦石堆物理模型36-37
• 3.2.2 模型的相關(guān)假設(shè)37-38
• 3.2.3 礦堆內(nèi)火源溫度場(chǎng)分布的計(jì)算38-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 4 不同條件下礦堆內(nèi)火源定位的模擬分析49-71
• 4.1 不同表面溫度分布情況時(shí)的礦堆內(nèi)火源定位模擬49-56
• 4.2 不同孔隙率時(shí)的礦堆內(nèi)火源定位模擬56-61
• 4.3 不同生熱率時(shí)的礦堆內(nèi)火源定位模擬61-65
• 4.4 不同導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)的礦堆內(nèi)火源定位模擬65-69
• 4.5 本章小結(jié)69-71
• 5 礦堆內(nèi)火源定位檢測(cè)預(yù)報(bào)體系的研究71-77
• 5.1 模擬參數(shù)值的測(cè)定71-73
• 5.1.1 表面溫度測(cè)點(diǎn)布置71-73
• 5.1.2 孔隙率、生熱率、導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定73
• 5.2 礦堆內(nèi)火源定位體系73-74
• 5.3 防治措施的制定74-76
• 5.3.1 技術(shù)措施74-76
• 5.3.2 管理措施76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 6 總結(jié)與展望77-80
• 6.1 本論文的主要結(jié)論77-78
• 6.2 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)78
• 6.3 有待進(jìn)一步研究的內(nèi)容78-80
• 參考文獻(xiàn)80-85
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果85-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李孜軍,吳超,李茂楠;阻化劑性能評(píng)價(jià)的氧化增重法研究[J];工業(yè)安全與防塵;2000年11期

2 余時(shí)芬;吳超;陽富強(qiáng);賀兵紅;;基于ANSYS軟件的硫化礦石堆溫度場(chǎng)數(shù)值模擬[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2008年09期

3 馮小平;采空區(qū)高溫點(diǎn)位置確定的計(jì)算機(jī)模擬分析[J];淮南礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1995年01期

4 李珞銘;吳超;陽富強(qiáng);高歌;;紅外測(cè)溫法測(cè)定硫化礦石堆自熱溫度的影響因素研究[J];火災(zāi)科學(xué);2008年01期

5 毛丹;陳沅江;吳超;;熱線法測(cè)定散體硫化礦石導(dǎo)熱系數(shù)[J];金屬礦山;2009年04期

6 孫浩;陽富強(qiáng);吳超;李孜軍;盧宇鵬;;硫化礦石自燃機(jī)理及防治技術(shù)研究進(jìn)展[J];金屬礦山;2009年12期

7 劉輝;吳超;潘偉;石英;;硫化礦石堆自燃早期指標(biāo)優(yōu)選及預(yù)測(cè)方法[J];科技導(dǎo)報(bào);2009年03期

8 趙國(guó)彥,古德生,吳超;硫化礦床內(nèi)因火災(zāi)綜合防治措施研究[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2001年01期

9 趙軍;;不同堆積型式硫化礦石堆積體溫度場(chǎng)數(shù)值模擬[J];中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù);2012年05期

10 李金良;張友誼;;淺談煤礦火源探測(cè)技術(shù)[J];煤礦開采;2006年04期

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本文編號(hào)：716022