煤田露頭火區(qū)空氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究.pdf

1、煤田露頭火區(qū)廣泛分布在我國西北部地區(qū)，在燒失大量資源的同時(shí)對生態(tài)環(huán)境和生產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。煤田火區(qū)自身形成了良好的通風(fēng)系統(tǒng)，直接影響著火區(qū)的形成、發(fā)展。研究煤田火區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的形成過程和內(nèi)部氣體流動(dòng)的規(guī)律，可以為煤田火區(qū)的防治提供依據(jù)。本文通過理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的方法，對火區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中氣體流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了分析。
　?。?）通過分析火區(qū)上覆巖層移動(dòng)變形過程中“三帶”的形成和空氣在其內(nèi)部的流動(dòng)特點(diǎn)，確定了煤田火區(qū)的空氣流動(dòng)通道

2、：由塌陷填充區(qū)進(jìn)風(fēng)，上覆巖層裂隙回風(fēng)。針對通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，得到進(jìn)風(fēng)路線的多孔介質(zhì)孔隙率呈負(fù)指數(shù)分布。計(jì)算了通風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)力為自然風(fēng)壓和動(dòng)壓的和，分析了進(jìn)風(fēng)路線的多孔介質(zhì)特征和回風(fēng)路線裂隙寬度，確定進(jìn)風(fēng)通道的氣體流動(dòng)符合達(dá)西定律，回風(fēng)通道氣體流動(dòng)符合布西涅斯基窄縫流定律。
　?。?）通過分析塌陷區(qū)破碎巖塊滲透系數(shù)的影響因素，得出塌陷區(qū)中破碎巖塊滲透系數(shù)大小的決定因素為顆粒粒徑大小和粒徑的分布。在實(shí)驗(yàn)室中測定不同粒徑和粒徑比的破碎

3、巖塊的滲透系數(shù)，得出粒徑越大，粒徑配比越不均勻，破碎巖塊的滲透系數(shù)越大，并建立了滲透系數(shù)與粒度分布參數(shù)和最大顆粒直徑之間的關(guān)系方程。
　?。?）利用自制的露頭火區(qū)相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了露頭火區(qū)煤火燃燒過程模擬，得到隨著燃燒距離的增加，煤火蔓延速度越來越小，并擬合得到了煤火燃燒距離和蔓延速度間的關(guān)系方程。通過改變實(shí)驗(yàn)中的進(jìn)口風(fēng)速，得出進(jìn)口風(fēng)速越大，煤火蔓延速度越大，燃燒距離越長。通過對模型中各點(diǎn)的溫度、風(fēng)速、壓力進(jìn)行監(jiān)測，得到外界風(fēng)