本文關(guān)鍵詞：煤層露頭火區(qū)在自然通風(fēng)影響下燃燒特性的研究

  更多相關(guān)文章： 煤層露頭火區(qū) 孔隙率 煤層燃燒 Fluent 滲流

【摘要】：煤田火災(zāi)一般是由煤層露頭火災(zāi)最先引起的，煤層火區(qū)的產(chǎn)生和發(fā)展必須具備良好的通風(fēng)條件，一般是在自然通風(fēng)影響下自主發(fā)生的煤層燃燒。因此針對煤層露頭火區(qū)及其誘發(fā)煤層頂板冒落產(chǎn)生塌陷區(qū)“三帶”，進(jìn)行煤層露頭火區(qū)在自然通風(fēng)影響下燃燒特性的研究，對科學(xué)分析煤層露頭火區(qū)燃燒過程，做好煤田火區(qū)防治工作，保護(hù)煤炭資源及生態(tài)環(huán)境，具有重大的意義。 根據(jù)調(diào)研露頭火區(qū)上的一處煤層露頭火區(qū)為研究對象，通過理論分析、實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬研究相結(jié)合的方法對煤層露頭火區(qū)在自然通風(fēng)影響下燃燒特性進(jìn)行研究。首先，運(yùn)用補(bǔ)水法對煤層露頭火區(qū)塌陷區(qū)構(gòu)成的多孔介質(zhì)區(qū)域的孔隙率進(jìn)行測定實(shí)驗(yàn)，確定煤層露頭火區(qū)塌陷“三帶”多孔介質(zhì)的孔隙率范圍在0.35至0.45之間及孔隙率與滲透率關(guān)系式。其次，運(yùn)用自制的煤層露頭火區(qū)相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置對露頭煤層燃燒過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，得到了煤層燃燒與時(shí)間關(guān)系、煤層燃燒時(shí)溫度與災(zāi)害后氣體中氧含量的關(guān)系式及煤層燃燒時(shí)熱釋放速率。再次，對火區(qū)的相關(guān)理論及調(diào)研火區(qū)地質(zhì)資料建立煤層露頭火區(qū)物理模型及數(shù)學(xué)模型并對其進(jìn)行分析，確定煤層露頭通風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)及其相關(guān)模型的邊界條件。最后，應(yīng)用Fluent軟件對煤層露頭火區(qū)火進(jìn)行數(shù)值模擬，并對其結(jié)果進(jìn)行分析得到煤層露頭火區(qū)溫度場、漏風(fēng)流場及風(fēng)壓場的變化情況，，進(jìn)而掌握露頭火區(qū)煤層燃燒過程一般規(guī)律；并根據(jù)擬結(jié)果驗(yàn)證了氣體在煤層露頭火區(qū)進(jìn)風(fēng)通道（冒落帶及其充填區(qū)構(gòu)成進(jìn)風(fēng)通道）的滲流運(yùn)動(dòng)符合多孔介質(zhì)滲流理論中的達(dá)西定律。 通過上述理論分析、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究分析得到煤層露頭火區(qū)在自然通風(fēng)影響下燃燒特性的一些參數(shù)及規(guī)律，對露頭火區(qū)防治及其對煤層露頭火區(qū)的進(jìn)一步研究具有一定指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：煤層露頭火區(qū) 孔隙率 煤層燃燒 Fluent 滲流
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD75
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目的和意義10
• 1.3 研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3.1 多孔介質(zhì)孔隙率與滲透率關(guān)系研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 煤燃燒過程相關(guān)理論現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 煤燃燒模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀13
• 1.3.4 煤層燃燒的數(shù)值模擬現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文研究內(nèi)容和方案14-16
• 1.4.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.4.2 研究方案15-16
• 2 煤層露頭火區(qū)孔隙率及其與滲透率關(guān)系測定研究16-25
• 2.1 孔隙率及其影響因素16-18
• 2.2 孔隙率的相似測定原理及其步驟18-20
• 2.3 孔隙率的相似測定結(jié)果分析20-21
• 2.4 孔隙率與滲透率關(guān)系分析21-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 3 煤層露頭火區(qū)通風(fēng)動(dòng)力及其相似模擬實(shí)驗(yàn)的研究25-43
• 3.1 煤層露頭火區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)分析25-26
• 3.2 煤層露頭火區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)力26-31
• 3.2.1 自然風(fēng)壓模型分析26-27
• 3.2.2 火風(fēng)壓模型分析27-31
• 3.3 煤層露頭火區(qū)相似模擬實(shí)驗(yàn)31-42
• 3.3.1 模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置31-34
• 3.3.2 煤層燃燒相似模擬實(shí)驗(yàn)34-38
• 3.3.3 煤層燃燒實(shí)驗(yàn)過程氣體分析38-40
• 3.3.4 煤樣的熱釋放速率計(jì)算分析40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 4 煤層露頭火區(qū)的數(shù)學(xué)模型的研究43-54
• 4.1 煤層露頭火區(qū)的物理模型分析43-44
• 4.2 煤層露頭火區(qū)氣體流場的數(shù)學(xué)模型分析44-48
• 4.2.1 煤層露頭火區(qū)的漏風(fēng)通道分析44-45
• 4.2.2 煤層露頭火區(qū)漏風(fēng)流場的數(shù)學(xué)模型分析45-48
• 4.3 煤層露頭火區(qū)溫度場的數(shù)學(xué)模型分析48-52
• 4.4 煤層露頭火區(qū)氣體組分輸運(yùn)數(shù)學(xué)模型分析52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 5 煤層露頭火區(qū)的數(shù)值模擬研究54-77
• 5.1 煤層露頭火區(qū)數(shù)值模擬技術(shù)54-55
• 5.2 煤層露頭火區(qū)模型網(wǎng)格劃分55-56
• 5.2.1 火區(qū)幾何模型網(wǎng)格劃分55-56
• 5.2.2 火區(qū)幾何模型邊界條件56
• 5.3 煤層露頭火區(qū)計(jì)算模型56-57
• 5.4 煤層露頭火區(qū)數(shù)值模擬結(jié)果與分析57-73
• 5.4.1 煤層露頭火區(qū)燃燒強(qiáng)度及氣流速度參數(shù)57-58
• 5.4.2 煤層露頭火區(qū)入口風(fēng)速為 0.2m/s 的數(shù)值模擬結(jié)果58-63
• 5.4.3 煤層露頭火區(qū)入口風(fēng)速為 0.5m/s 的數(shù)值模擬結(jié)果63-67
• 5.4.4 煤層露頭火區(qū)入口風(fēng)速為 0.8m/s 的數(shù)值模擬結(jié)果67-71
• 5.4.5 煤層露頭火區(qū)入口風(fēng)速變化時(shí)模擬結(jié)果的分析71-73
• 5.5 露頭火區(qū)煤層燃燒過程的一般規(guī)律73-74
• 5.6 煤層露頭火區(qū)進(jìn)風(fēng)通道驗(yàn)證分析74-76
• 5.7 本章小結(jié)76-77
• 6 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 總結(jié)77-78
• 6.2 展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 在學(xué)研究成果83-85
• 致謝85

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 徐精彩;空氣在煤堆中的滲流規(guī)律探討[J];西安礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1995年04期

2 李曉東,祁明峰,尤孝方,嚴(yán)建華,池涌,倪明江,岑可法;煙煤燃燒過程中多環(huán)芳烴生成研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2002年12期

3 李增華;煤炭自燃的自由基反應(yīng)機(jī)理[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1996年03期

本文編號(hào)：917624