我國礦區(qū)普遍面臨封閉火區(qū)啟封后快速復(fù)燃的問題,導(dǎo)致重新封閉,甚至引發(fā)瓦斯爆炸,造成重大傷亡事故。在封閉火區(qū)內(nèi)的貧氧條件下,煤堆會維持陰燃燃燒。由于陰燃煤堆燃燒溫度低、產(chǎn)氣速率小,導(dǎo)致難以及時發(fā)現(xiàn),判定火源已經(jīng)熄滅的火區(qū)實際仍然存在陰燃煤堆,致使在啟封后因重新供氧而迅速復(fù)燃。針對隱蔽火源,人們已對煤自燃機(jī)理及其防治手段進(jìn)行了不懈的努力與探索,但煤自燃僅是陰燃煤堆的成因,目前缺乏針對陰燃煤堆燃燒特性與機(jī)理的系統(tǒng)研究,阻礙了高效滅火技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用,嚴(yán)重影響火區(qū)的安全啟封。該論文采用理論分析、物理實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,較為系統(tǒng)的研究了煤礦封閉火區(qū)中陰燃煤體的動力學(xué)反應(yīng)機(jī)理及其熄滅條件,主要創(chuàng)新成果如下:研究了不同氧氣濃度條件下陰燃煤體熱解與氧化競相反應(yīng)的階段演化特性。通過分析煤在不同氧氣濃度條件下的質(zhì)量變化特性,以及采用牛頓運動學(xué)分析方法分析煤的產(chǎn)/吸熱行為,探討了不同氧氣濃度條件下煤中熱解與氧化的競相反應(yīng)過程。研究表明:陰燃煤體中存在多步反應(yīng)序列,包括脫水干燥、吸氧增重、脫揮發(fā)分形成半焦、煤與半焦的直接氧化、半焦縮聚生成焦炭以及焦炭氧化反應(yīng)。隨著氧濃度的升高,煤中各反應(yīng)序列會逐漸...

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1不同聚煤作用時期含煤層系及礦區(qū)自燃程度分布圖

1緒論1緒論1Introduction1.1研究背景和意義（Backgroundandsignificance）煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃指出，雖然我國能源結(jié)構(gòu)已進(jìn)入戰(zhàn)略性調(diào)整期，天然氣、核能與可再生能源將快速發(fā)展，煤炭在一次能源消費中的比重將逐步降低，但是煤炭占我國....

圖1-2沃夫·克里克三號煤礦某封閉火區(qū)內(nèi)氣體變化曲線

2005年1月21日，遼寧某礦在啟封時發(fā)生火區(qū)爆炸，造成9人死亡。了實現(xiàn)火區(qū)的安全啟封，必須掌握啟封火區(qū)過程中快措施。眾多封閉火區(qū)通常在啟封后數(shù)小時內(nèi)即檢測到二次氧化煤的自然發(fā)火期，可排除復(fù)燃是因為啟封供采空區(qū)內(nèi)煤堆火源體積一般較小，如果火源完全得到多孔煤巖介質(zhì)中在....

圖1-3美國某封閉火區(qū)注氮后氧氣濃度變化曲線

圖1-3美國某封閉火區(qū)注氮后氧氣濃度變化曲線OxygenchangeafternitrogeninjectioininasealedfireareaintheU無法絕對杜絕向封閉火區(qū)的漏風(fēng)。在火區(qū)封閉期間，受大力的顯現(xiàn)、通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整和密閉墻質(zhì)量穩(wěn)定....

圖1-4聚氨酯泡沫與泥炭的陰燃燃燒Figure1-4Smolderingcombustionofpolyurethanefoamandpeat

博士學(xué)位論文應(yīng)機(jī)理及其熄滅條件的研究，旨在掌握煤堆火源在貧氧環(huán)境中的動態(tài)發(fā)確陰燃煤堆徹底熄滅的臨界供氧條件，為進(jìn)一步規(guī)范滅火用惰氣中的學(xué)制定堵漏方案及科學(xué)評價堵漏措施的有效性提供理論指導(dǎo)，為防止過程中快速復(fù)燃、切實保障火區(qū)安全啟封提供支持，以期為煤炭行業(yè)的貢獻(xiàn)力量。2國內(nèi)外研究....

本文編號：4003242