热管充液率对高温煤堆内部温度场的影响分析

为了研究热管充液率对热管散热性能及高温煤堆内部温度场的影响,采用实验的方法研究热管插入高温煤堆后煤堆内部的温度场变化,在75～25℃内分析了热管不同充液率条件下煤堆内部高温点的降温速率,研究了热管对煤堆内部温度场的影响。研究结果表明：热管可以有效地破坏煤堆内部蓄热环境,其作用效果可分为3个阶段,分别为大幅降温阶段、过渡阶段、稳定阶段;充液率对热管的传热性能有明显影响,热管充液率为40%时,煤堆内部高温点的降温速率最大为9.92℃/h,充液率为10%、30%时热管传热能力次之,充液率为20%时热管传热能力最差;热管对煤堆内部3个水平面温度场的影响有显著差异,在上水平面和中水平面主要依靠热管管壁传热,在下水平面主要依靠热管工质相变传热。     

煤堆自然发火的试验研究

针对地面煤体自燃的原因和特点，进行了为堆自然发火的模拟试验，根据实验结果论述了煤体自热与自燃进程、温度场等的变化特征。实验研究发现：露天自然煤堆受环境因素影响较大；煤堆内部与表面温度的变化是一个动态的逆向过程，煤体的温升和延燃主要是向上；同一点的温度随时间呈幂指数规律变化，同一时刻不同部位的温度随其距热源的距离呈负指数规律变化。     

储煤堆(矸石山)自燃灭火弹控制技术

基于地面储煤堆及矸石山自燃火灾特点和治理难点,分析了现有的各种煤自燃防治技术的特点和缺陷,提出了基于炸药爆破灭火降温理论的地面储煤堆(矸石山)自燃灭火弹控制技术,分析了灭火弹控制地面储煤堆及矸石山自燃的特点以及机理,重点探讨了灭火弹治理地面煤堆(矸石山)自燃中存在的诸如施工方法、爆破技术等问题,针对这些问题提出了相应的解决对策,丰富了我国现有的煤自然防治技术手段。     

新型阻封材料在防治港口煤堆自燃中的应用

以浙能港口的7^#大型露天煤堆为例,研究了新型阻封材料在防治煤堆自燃方面的作用,提出了利用新型阻封材料防治露天煤堆自燃的方案。研究表明,露天煤堆所处环境恶劣,易受风雨侵蚀,导致煤堆自然发火危险性高、自然发火期短。通过利用新型阻封材料覆盖煤堆的方案,使煤堆长期保持完整性,阻碍外部空气进入煤堆,从而提高煤堆安全性。通过在浙能港口的7^#大型煤堆进行应用,并对煤堆温度进行长期监测,喷洒阻封材料的部分比未喷洒的平均温度低9～12℃,煤堆温度最终稳定在35℃,为防治煤堆自燃提供了借鉴。     

基于视频图像的储煤场煤堆自燃检测方法

为研究松散煤堆在储运中高温区的自燃过程及影响因素,利用COMSOL建立了三维典型松散煤堆物理模型,通过理论分析确定了煤堆在速度场、氧浓度场和温度场等多场耦合作用下的模型参数,采用多物理场耦合控制方程进行模拟解算。结果表明：三维典型松散煤堆的自然发火期为57 d,高温区呈“水滴”状对称分布在煤堆迎风侧中下部;风速在0.001~0.35 m/s内时,自然发火期随风速的增大先缩短后延长,当风速超过3.5 m/s时,煤堆内部温度不再随时间变化,且远低于自燃临界温度;随煤堆孔隙率的增大,煤堆自燃所需时间大幅缩短;煤堆自然发火期与煤堆堆积高度呈正相关关系,改变堆积角度对煤堆自燃的影响较小。

     

多场耦合下煤堆自燃过程及影响因素分析

为研究煤堆自燃特征及发火规律,建立了风力和浮力驱动下煤堆的多场（速度场、温度场和氧气浓度场）耦合自然发火模型,并运用COMSOLMultiphysics软件对煤自燃的过程及其影响因素进行了数值模拟分析。研究结果表明：在风速3．6m／h条件下,煤堆自燃最高温度点位于进风侧的煤堆中下部,最终于第65d在此位置开始自燃;随着风速的增大,煤堆自然发火点往风流的下方向迁移,自然发火周期缩短;煤堆孔隙率、高度和角度的减小能延长煤堆的自然发火周期。     

煤堆最短自然发火期解算数学模型

为了更准确地预报煤层自然发火期,在总结前人对煤层最短自然发火期解算模型研究的基础上,分析了仍存在的一些问题。根据煤与氧反应的热平衡方程导出了煤最短自然发火期解算模型及实验方法,提出了更符合实际情况的煤层最短自然发火期解算模型。经2个试验工作面观测验证,预测准确率达到69%～88%,说明所建立的预测模型是正确的,预测方法对现场安全生产具有一定的指导作用。     

高庄矿煤层自然发火的预防与处理

针对高庄矿的特定条件，通过十几年的经验总结，提出了防治自然火灾主要应采取破坏供氯条件和蓄热条件的措施。     

煤堆最短自然发火期解算数学模型

为了更准确地预报煤层自然发火期,在总结前人对煤层最短自然发火期解算模型研究的基础上,分析了仍存在的一些问题.根据煤与氧反应的热平衡方程导出了煤最短自然发火期解算模型及实验方法,提出了更符合实际情况的煤层最短自然发火期解算模型.经2个试验工作面观测验证,预测准确率达到69%～88%,说明所建立的预测模型是正确的,预测方法对现场安全生产具有一定的指导作用.     

煤堆自燃影响因素及防治

煤堆自热自燃会使煤的品位下降,污染自然环境,严重的会引发火灾,造成巨大的经济损失.在分析总结影响露天储煤堆自燃的内在和外在影响因素的基础上,进一步阐述了防治露天储煤堆自燃的方法和措施.     

抽放采空区内部瓦斯对采空区防灭火的影响

详细分析了小康矿因抽放S2S4采空区内部瓦斯而出现上隅角一氧化碳超限的原因，灵活运用了有针对性的防灭火技术，成功地控制了自然发火隐患，并且总结了抽放瓦斯对防灭火工作的影响。     

煤堆自燃过程的数值模拟

煤炭自燃火灾严重影响煤炭的安全生产和储藏。本文建立了二维煤堆自燃过程的热流方程和氧气传输方程,对煤堆的自燃过程进行了数值模拟,探明了煤堆温度随时间的变化规律,分析了煤堆的不同堆放方式对煤堆传热与燃烧的影响。为煤堆自燃过程的研究提供了理论基础。     

煤实验最短自然发火期定量测定方法研究

为有效防治煤炭自燃,预测煤体最短自然发火期是非常必要的.以绝热圆柱形煤柱为物理模型,建立了煤实验最短自然发火期预测模型,利用实测的煤自燃基本参数,通过解算分析了漏风速度、粒度等参数对煤自然发火期的影响规律,最终准确测试了6个矿井不同煤体的实验最短自然发火期.结果表明:随漏风速度的增大,煤自然发火期先减小后增大;煤体粒度越小,最佳风速呈线性增大;随煤体粒度的增大,最佳风速条件下的自然发火期先减小后增大;煤体自燃倾向性越高,最短自然发火期越短;以张集肥煤为例,自然发火的最佳粒度为1～3mm,最佳漏风速度为0.001 1m/s,其实验最短自然发火期为26d.     

遗煤二次氧化对复合采空区气体浓度场影响

复合采空区内氧化遗煤发生二次氧化是近年来引发煤矿内因火灾的重要原因之一。从气体浓度场的角度定量分析遗煤二次氧化对复合采空区自然发火的影响,是制定重复采动影响下复合采空区防灭火方案的理论基础,对于煤矿安全生产具有重要意义。以内蒙古平庄能源股份有限公司六家煤矿近距离煤层开采的SIIN₂6-9工作面为工程背景,现场采集本煤层原始遗煤与上覆煤层垮落氧化遗煤并制备实验煤样,利用等温差引领升温方法实验测试了2种煤样的宏观自燃特性。实验结果表明：现场采集氧化遗煤二次氧化过程处于激活阶段,煤氧反应更加活跃;相同温度与氧浓度条件下,氧化遗煤耗氧与CO生成速率更高。根据现场采集煤样的宏观自燃特性实验结果,提出采空区多种遗煤氧化情况的煤氧反应源项计算方法,建立了动态推进条件下采空区多种遗煤自然发火过程的数值预测模型。通过对比氧气与CO体积分数的束管监测数据与数值模拟结果,验证了所建立数值模型的可靠性。数值模拟结果显示：上覆采空区遗煤二次氧化增加了采空区遗煤耗氧和CO生成速率,在遗煤二次氧化作用下采空区内氧化带位置较单一煤层采空区向工作面移动约27 m,最大CO体积分数提高了30%。上覆...     

含水煤堆自燃高温位置特征的数值模拟与实验

为了研究含水煤堆自燃高温位置分布的特性,建立了含水煤堆内部非饱和传热数学模型,利用数值模拟方法比较了含水煤堆和干煤堆自燃过程中高温区分布位置,并进一步计算了高、中、低水分下3种煤堆自燃高温位置的分布趋势,结果表明:干煤堆由表面往内依次形成散热带、自然带,高温位置深入煤堆表面数米的中下部。含水煤堆深部蒸发缓慢,不易自燃,高温位置逆迎风面向干燥区域发展,水分越高,高温区越接近表面。依据模拟结果进行了验证实验,二者结论相符,煤场安全管理应考虑煤堆的水分含量,预估自然起火位置。     

综采工作面煤层自燃的防治

通过对唐山矿8286综采工作面煤层自燃的事故分析,找出了煤层自然发火的原因。在采取调整采区通风系统、注阻化剂防止氧化、采空区随采随灌等综合治理措施后,防止了煤层自然发火事故的发生。     

基于粉煤覆盖技术对预防煤堆自燃的数值模拟

通过对煤碳储存环境特点的分析,利用FLUENT软件,选择太阳辐射加载模型、化学反应模型和P-1辐射3个基本模型对70 mm厚度粉煤覆盖下煤堆内的温度分布、氧气体积分数分布变化规律进行数值模拟。模拟结果表明:该模型可以有效预测煤堆自燃的倾向性,对覆盖70 cm厚度粉煤煤堆的温度分布和氧气体积分数分布模拟结果分析可以看出,粉煤覆盖可以一定程度上抑制煤堆内的低温氧化反应,防止煤堆自燃,因此粉煤覆盖是一种新型的防治煤堆自燃的方法。     

煤堆自燃防治的分层局部堵漏法

文章论述了煤堆自燃特点并提出了用分层局部堵漏法阻止煤炭自燃的原理及工艺。     

浅析风门对采空区自然发火的影响

通过实例分析了风门对采空区自然发火的影响，指出了采空区防灭火尤应注意风门位置的合理选择问题。