本文關(guān)鍵詞：采空區(qū)自燃“三帶”的實測分析及數(shù)值模擬

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【摘要】：采空區(qū)遺煤自燃是煤礦重大災(zāi)害之一,制定合理的遺煤自燃防治措施對煤炭自然發(fā)火的防治尤為重要,而遺煤自燃防治的前提是確定出采空區(qū)自燃“三帶”范圍。本文在對煤炭自燃機理、“三帶”劃分理論和數(shù)值模擬國內(nèi)外現(xiàn)狀研究的基礎(chǔ)上,以煤炭自燃理論為指導(dǎo),結(jié)合實驗室實驗、現(xiàn)場試驗及數(shù)值模擬方法,對2341(3)綜采工作面采空區(qū)遺煤氧化規(guī)律展開了研究,確定了采空區(qū)自燃“三帶”范圍。 針對粒徑大于60目、60～80目和80～100目三種不同粒徑的煤樣,進行了煤的低溫氧化實驗,分析了氣體產(chǎn)物特征及其變化規(guī)律,研究了粒徑對煤耗氧速率的影響,得出耗氧速率隨著粒徑減小而增加,但增加幅度逐漸變小。 在綜采工作面進回風(fēng)巷預(yù)埋測試系統(tǒng),研究分析了回采期間及收作期間采空區(qū)溫度及氧濃度分布情況。根據(jù)所測數(shù)據(jù),結(jié)合氧濃度劃分指標,得出回采期間采空區(qū)自燃“三帶”范圍。 利用FLUENT數(shù)值模擬軟件,模擬得出注氮條件下和未注氮條件下采空區(qū)氧濃度場,對比了注氮條件下試驗數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù),證實了模型的合理性。并在采空區(qū)定義了Y=25m, Y=50m,Y=100m,Y=150m四條觀測線,模擬研究了不同滲透率條件下的氧濃度場,得出不同滲透率條件下,采空區(qū)進風(fēng)側(cè)“三帶”范圍差別較大,回風(fēng)側(cè)“三帶”范圍差別較小。
【關(guān)鍵詞】：氧濃度 自燃“三帶” 分布式光纖 數(shù)值模擬 滲透率
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD752.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• Contents10-13
• 1 緒論13-19
• 1.1 引言13-14
• 1.2 問題的提出及其意義14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 煤炭自燃機理14-15
• 1.3.2 采空區(qū)自燃“三帶”劃分理論15-16
• 1.3.3 煤炭自燃數(shù)值模擬16-17
• 1.4 主要研究內(nèi)容17
• 1.5 研究方法及技術(shù)路線17-19
• 2 煤炭自燃理論分析19-25
• 2.1 煤的氧化自燃19-20
• 2.1.1 煤的氧化過程19
• 2.1.2 煤的自燃條件19
• 2.1.3 煤的自燃過程19-20
• 2.2 煤炭自燃影響因素20-22
• 2.2.1 影響煤炭自燃的內(nèi)因20-21
• 2.2.2 影響煤炭自燃的外因21-22
• 2.3 采空區(qū)煤炭自燃特點及規(guī)律22-23
• 2.3.1 采空區(qū)煤炭自燃的特點22-23
• 2.3.2 采空區(qū)煤炭自燃的規(guī)律23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 3 煤低溫氧化特征及氣體產(chǎn)物變化規(guī)律25-35
• 3.1 煤的低溫氧化實驗25-31
• 3.1.1 實驗裝置25-26
• 3.1.2 實驗過程26
• 3.1.3 實驗結(jié)果26-30
• 3.1.4 結(jié)果分析30-31
• 3.2 粒徑對耗氧速率的影響31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-35
• 4 采空區(qū)遺煤氧化相關(guān)參數(shù)的測定35-63
• 4.1 工作面概況35
• 4.2 采空區(qū)遺煤氧化測試系統(tǒng)35-43
• 4.2.1 測試系統(tǒng)的選擇35-36
• 4.2.2 測試系統(tǒng)的原理36-37
• 4.2.3 測溫系統(tǒng)的標定37-38
• 4.2.4 光纖測溫系統(tǒng)的特點及參數(shù)指標38-40
• 4.2.5 光纖測試系統(tǒng)的構(gòu)成及功能模塊40-41
• 4.2.6 測試系統(tǒng)的布置與防護41-43
• 4.3 采空區(qū)動態(tài)溫度測定結(jié)果及分析43-48
• 4.3.1 熱電偶測溫結(jié)果及分析43-44
• 4.3.2 光纖測溫結(jié)果及分析44-48
• 4.3.3 測溫結(jié)果的對比48
• 4.4 采空區(qū)動態(tài)自燃“三帶”測定結(jié)果及分析48-54
• 4.4.1 采空區(qū)自燃“三帶”概述48-49
• 4.4.2 采空區(qū)自燃“三帶”劃分49
• 4.4.3 采空區(qū)自燃“三帶”測定結(jié)果及分析49-54
• 4.5 采空區(qū)靜態(tài)測定結(jié)果及分析54-62
• 4.5.1 采空區(qū)靜態(tài)溫度測定結(jié)果及分析54-56
• 4.5.2 采空區(qū)靜態(tài)“三帶”測定結(jié)果及分析56-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 5 采空區(qū)自燃“三帶”數(shù)值模擬63-79
• 5.1 FLUENT軟件簡介63-64
• 5.2 采空區(qū)自燃“三帶”的數(shù)值模擬64-75
• 5.2.1 物理模型的建立及網(wǎng)格化64-65
• 5.2.2 采空區(qū)數(shù)學(xué)模型的建立65-72
• 5.2.3 模擬邊界條件72-73
• 5.2.4 模擬結(jié)果及分析73-75
• 5.2.5 注氮對采空區(qū)自燃“三帶”的影響75
• 5.3 滲透率對自燃“三帶”的影響75-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 6 結(jié)論與展望79-81
• 6.1 主要結(jié)論79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-87
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果87

【參考文獻】

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本文編號：534364