松散煤體熱物性測試及其溫度場分布規(guī)律研究.pdf

1、我國目前煤礦安全生產(chǎn)形勢不容樂觀，據(jù)統(tǒng)計有50％左右的礦井開采有自然發(fā)火危險煤層，我國國有重點煤礦的自然發(fā)火率可達0．2次/Mt以上，地方煤礦還要嚴重。煤自燃火源不能迅速、準確定位是造成火災重大損失的重要原因之一。 針對目前煤炭自燃火源定位技術研究中所需的松散煤體的導熱系數(shù)等熱物性參數(shù)不能準確測定（誤差大）、松散煤體的溫度場分布規(guī)律及其影響因素未進行深入研究的現(xiàn)狀，開展了松散煤體熱物性參數(shù)測試方法與測定系統(tǒng)、松散煤體的溫度場分布

2、規(guī)律及其影響因素的深入研究，為實現(xiàn)對煤炭自燃火源的準確定位奠定基礎。 本論文在對現(xiàn)有測定方法和測定裝置結構進行較全面調(diào)研分析的基礎上，研究并提出了同時測算松散煤體導熱系數(shù)、導溫系數(shù)和比熱容的新方法；設計并建造了智能化的松散煤體熱物性測試系統(tǒng)，并利用測試系統(tǒng)研究了導熱系數(shù)等熱物性隨溫度、含水率、空隙率等主要影響因素的變化規(guī)律；在對松散煤體溫度場進行理論研究的基礎上，在地面建立了大型（4×2．4×1．5m）松散煤體的試驗煤堆，利用人

3、工熱源（50℃～350℃）對其不同高溫熱源的溫度場分布規(guī)律及其影響因素進行試驗研究。 通過測試系統(tǒng)的調(diào)試和應用表明，系統(tǒng)實現(xiàn)了自動控溫、自動采集數(shù)據(jù)、自動判斷數(shù)據(jù)有效性、自動處理數(shù)據(jù)：在大試樣量條件下，熱物性參數(shù)測試結果的可重復誤差小于1％；松散煤體的溫度場試驗模擬了自燃熱源溫度從50℃到350℃時不同距離、不同時間的溫度場變化規(guī)律，為溫度法進行火源定位技術提供依據(jù)。 基于傳熱學理論，建立松散煤體溫度場數(shù)學解析模型。據(jù)此