煤自燃屬于礦井火災(zāi)中危險(xiǎn)性較大、隱蔽性較強(qiáng)的災(zāi)害類型,近年來學(xué)者們?cè)谠擃I(lǐng)域取得了一定的研究成果,但實(shí)現(xiàn)區(qū)域資源安全有效的開采依舊存在困難,由此可見煤自燃防治工作至關(guān)重要。煤自燃特性參數(shù)測(cè)試是煤自燃防治的基礎(chǔ)和依據(jù),本文基于引領(lǐng)升溫系統(tǒng)研究了煤絕熱自然發(fā)火期,為探索煤自燃放熱強(qiáng)度測(cè)試提供了新思路。本文通過C80量熱實(shí)驗(yàn),對(duì)煤樣發(fā)火過程中動(dòng)態(tài)熱流進(jìn)行測(cè)試。研究表明:在反應(yīng)的低溫階段,熱流及放熱量均較為微弱,且伴隨煤樣溫度的不斷升高,熱流及放熱量的增長(zhǎng)趨勢(shì)具備近似指數(shù)特征。通過熱物性測(cè)試實(shí)驗(yàn),開展了在氧化升溫過程中煤樣比熱容及導(dǎo)熱系數(shù)的量化測(cè)試,為模擬中參數(shù)的設(shè)定提供了依據(jù)。研究表明:伴隨煤樣溫度的升高,測(cè)試結(jié)果顯示比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)均有不同程度的增長(zhǎng)。通過利用COMSOL軟件,結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備構(gòu)件參數(shù)、試樣參數(shù),構(gòu)建熱傳遞模型,分析了不同溫差條件下的散熱熱流規(guī)律,并依據(jù)煤樣升溫過程中放熱性能,研究了煤樣煤自燃極限溫差。通過基于等溫差引領(lǐng)法升溫測(cè)試實(shí)驗(yàn),測(cè)試不同引領(lǐng)溫差條件下的實(shí)驗(yàn)發(fā)火期,并應(yīng)用MATLAB軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,研究了煤樣絕熱自然發(fā)火期的測(cè)試方法。研究表明:通過分析其物理意義,自定義擬合方式具有良好的針對(duì)性和科學(xué)性,且測(cè)算的煤絕熱自然發(fā)火期為19.3天。通過基于等溫差引領(lǐng)法升溫實(shí)驗(yàn)與對(duì)比實(shí)驗(yàn)的溫度數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù),定保計(jì)算煤樣放熱強(qiáng)度,利用氣體組分進(jìn)一步對(duì)煤樣放熱強(qiáng)度開展化學(xué)鍵能估算法驗(yàn)證。研究表明:隨煤樣溫度升高,放熱強(qiáng)度呈現(xiàn)出指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì),且滿足化學(xué)鍵能估算檢驗(yàn),引領(lǐng)溫差影響煤樣放熱的進(jìn)度,但不改變放熱強(qiáng)度與煤溫關(guān)系的趨勢(shì)�；谇叭搜芯炕A(chǔ),依據(jù)熱量平衡法則與不同實(shí)驗(yàn)條件下放熱強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果,分析了對(duì)應(yīng)條件下的煤樣最短自然發(fā)火期,對(duì)比于基于等貼差引領(lǐng)法煤絕熱自然發(fā)火期測(cè)算結(jié)果,表現(xiàn)出不同程度偏大的特征,符合預(yù)期設(shè)想。等溫差引領(lǐng)煤樣升溫的研究思路為煤自然發(fā)火期及煤自燃放熱強(qiáng)度的研究提供了新方法,具有重要科學(xué)和實(shí)踐意義。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD752.2
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

C80微量量熱儀

圖 2.3 煤樣熱流與溫度的關(guān)系 圖 2.4 煤樣放熱量與溫度的關(guān)系2.2 熱物性參數(shù)測(cè)試煤導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容是研究煤自燃規(guī)律的一個(gè)重要基本參數(shù)，同時(shí)也是后文中構(gòu)建傳熱模擬的重要基礎(chǔ)參數(shù)。為了深入精準(zhǔn)的研究不同溫差條件下大佛寺礦煤樣的散熱狀

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2824547