基于煤火发展演化的松散煤体自燃温度纵深蔓延特征

作     者：赵婧昱 宋佳佳 郭涛 张宇轩 邓军 张永利 张廷豪 ZHAO Jingyu;SONG Jiajia;GUO Tao;ZHANG Yuxuan;DENG Jun;ZHANG Yongli;ZHANG Tinghao

作者机构：西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西安高新区应急管理局陕西西安710065 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安710065 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51804246) 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2021年第46卷第6期

页      码：1759-1767页

摘      要：针对现有对松散煤体自然发火温度场运移特点试验装置的不足,根据实际松散煤体燃烧特点,自主设计研发了煤火发展演化模拟实验系统。选取陕西省咸阳孟村煤矿煤样为研究对象,利用该装置模拟松散煤体燃烧过程,分析松散煤体燃烧过程中高温区域的分布及纵深移动规律,再现松散煤体从着火至燃烧最后燃尽过程中高温区域的蔓延过程,剖析温度区域迁移机制,分析高温区域关键点氧气体积分数变化规律。结果表明,在松散煤体燃烧过程中,煤样体系温度变化尺度随着时间的增加先上升后下降,试验运行600 h后,整体燃烧室降至环境温度;试验过程中松散煤体高温区域集中于煤火发展演化模拟实验装置中部以及西侧部分;高温区域纵深移动方向呈现非线性规律;高温区域在纵深蔓延过程中关键点温度呈依次降低的趋势,且下降到极限氧体积分数(1%~3%)的时间与其达到燃点温度时间相近;温度下降阶段,高温区域关键点在同层测点中下降趋势最慢;随着纵向深度增加,高温区域关键点燃点温度与峰值温度对应的时间差呈指数形式增长,关键点从燃点到达峰值的温度增长速率基本呈线性下降;高温区域关键点氧气体积分数快速下降阶段所经历的时间随着纵深的增加逐渐增大。研究成果可为煤堆、遗煤、煤炭储存状态下等的松散煤体自然发火的防治提供借鉴。

主 题 词：松散煤体 高温区域 燃烧过程 温度特征 蔓延特征 氧气体积分数 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0819[工学-海洋工程类] 0809[工学-计算机类] 081903[081903] 08[工学] 0820[工学-航空航天类] 0817[工学-轻工类] 0818[工学-交通运输类] 0807[工学-电子信息类] 0815[工学-矿业类] 0827[工学-食品科学与工程类] 0813[工学-化工与制药类] 0802[工学-机械学] 0703[理学-化学类] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13225/j.cnki.jccs.HZ21.0394

馆 藏 号：203103988...