煤層露頭火區(qū)在自然通風(fēng)影響下燃燒特性的研究.pdf

1、煤田火災(zāi)一般是由煤層露頭火災(zāi)最先引起的，煤層火區(qū)的產(chǎn)生和發(fā)展必須具備良好的通風(fēng)條件，一般是在自然通風(fēng)影響下自主發(fā)生的煤層燃燒。因此針對(duì)煤層露頭火區(qū)及其誘發(fā)煤層頂板冒落產(chǎn)生塌陷區(qū)“三帶”，進(jìn)行煤層露頭火區(qū)在自然通風(fēng)影響下燃燒特性的研究，對(duì)科學(xué)分析煤層露頭火區(qū)燃燒過(guò)程，做好煤田火區(qū)防治工作，保護(hù)煤炭資源及生態(tài)環(huán)境，具有重大的意義。
　　根據(jù)調(diào)研露頭火區(qū)上的一處煤層露頭火區(qū)為研究對(duì)象，通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬研究相結(jié)合的方法對(duì)煤

2、層露頭火區(qū)在自然通風(fēng)影響下燃燒特性進(jìn)行研究。首先，運(yùn)用補(bǔ)水法對(duì)煤層露頭火區(qū)塌陷區(qū)構(gòu)成的多孔介質(zhì)區(qū)域的孔隙率進(jìn)行測(cè)定實(shí)驗(yàn)，確定煤層露頭火區(qū)塌陷“三帶”多孔介質(zhì)的孔隙率范圍在0.35至0.45之間及孔隙率與滲透率關(guān)系式。其次，運(yùn)用自制的煤層露頭火區(qū)相似模擬實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)露頭煤層燃燒過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，得到了煤層燃燒與時(shí)間關(guān)系、煤層燃燒時(shí)溫度與災(zāi)害后氣體中氧含量的關(guān)系式及煤層燃燒時(shí)熱釋放速率。再次，對(duì)火區(qū)的相關(guān)理論及調(diào)研火區(qū)地質(zhì)資料建立煤層露頭火

3、區(qū)物理模型及數(shù)學(xué)模型并對(duì)其進(jìn)行分析，確定煤層露頭通風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)及其相關(guān)模型的邊界條件。最后，應(yīng)用 Fluent軟件對(duì)煤層露頭火區(qū)火進(jìn)行數(shù)值模擬，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析得到煤層露頭火區(qū)溫度場(chǎng)、漏風(fēng)流場(chǎng)及風(fēng)壓場(chǎng)的變化情況，進(jìn)而掌握露頭火區(qū)煤層燃燒過(guò)程一般規(guī)律；并根據(jù)擬結(jié)果驗(yàn)證了氣體在煤層露頭火區(qū)進(jìn)風(fēng)通道（冒落帶及其充填區(qū)構(gòu)成進(jìn)風(fēng)通道）的滲流運(yùn)動(dòng)符合多孔介質(zhì)滲流理論中的達(dá)西定律。
　　通過(guò)上述理論分析、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究分析得到煤層