煤層露頭火區(qū)在自然通風影響下燃燒特性的研究.pdf

1、煤田火災一般是由煤層露頭火災最先引起的，煤層火區(qū)的產生和發(fā)展必須具備良好的通風條件，一般是在自然通風影響下自主發(fā)生的煤層燃燒。因此針對煤層露頭火區(qū)及其誘發(fā)煤層頂板冒落產生塌陷區(qū)“三帶”，進行煤層露頭火區(qū)在自然通風影響下燃燒特性的研究，對科學分析煤層露頭火區(qū)燃燒過程，做好煤田火區(qū)防治工作，保護煤炭資源及生態(tài)環(huán)境，具有重大的意義。
　　根據(jù)調研露頭火區(qū)上的一處煤層露頭火區(qū)為研究對象，通過理論分析、實驗研究及數(shù)值模擬研究相結合的方法對煤

2、層露頭火區(qū)在自然通風影響下燃燒特性進行研究。首先，運用補水法對煤層露頭火區(qū)塌陷區(qū)構成的多孔介質區(qū)域的孔隙率進行測定實驗，確定煤層露頭火區(qū)塌陷“三帶”多孔介質的孔隙率范圍在0.35至0.45之間及孔隙率與滲透率關系式。其次，運用自制的煤層露頭火區(qū)相似模擬實驗裝置對露頭煤層燃燒過程進行實驗室實驗，得到了煤層燃燒與時間關系、煤層燃燒時溫度與災害后氣體中氧含量的關系式及煤層燃燒時熱釋放速率。再次，對火區(qū)的相關理論及調研火區(qū)地質資料建立煤層露頭火

3、區(qū)物理模型及數(shù)學模型并對其進行分析，確定煤層露頭通風系統(tǒng)動力系統(tǒng)及其相關模型的邊界條件。最后，應用 Fluent軟件對煤層露頭火區(qū)火進行數(shù)值模擬，并對其結果進行分析得到煤層露頭火區(qū)溫度場、漏風流場及風壓場的變化情況，進而掌握露頭火區(qū)煤層燃燒過程一般規(guī)律；并根據(jù)擬結果驗證了氣體在煤層露頭火區(qū)進風通道（冒落帶及其充填區(qū)構成進風通道）的滲流運動符合多孔介質滲流理論中的達西定律。
　　通過上述理論分析、實驗室實驗及數(shù)值模擬研究分析得到煤層