煤田露頭火區(qū)空氣運動規(guī)律的研究.pdf

1、煤田露頭火區(qū)廣泛分布在我國西北部地區(qū)，在燒失大量資源的同時對生態(tài)環(huán)境和生產安全造成嚴重威脅。煤田火區(qū)自身形成了良好的通風系統(tǒng)，直接影響著火區(qū)的形成、發(fā)展。研究煤田火區(qū)通風系統(tǒng)的形成過程和內部氣體流動的規(guī)律，可以為煤田火區(qū)的防治提供依據(jù)。本文通過理論分析、實驗研究和數(shù)值模擬的方法，對火區(qū)通風系統(tǒng)中氣體流動規(guī)律進行了分析。
　?。?）通過分析火區(qū)上覆巖層移動變形過程中“三帶”的形成和空氣在其內部的流動特點，確定了煤田火區(qū)的空氣流動通道

2、：由塌陷填充區(qū)進風，上覆巖層裂隙回風。針對通風系統(tǒng)的特點進行分析，得到進風路線的多孔介質孔隙率呈負指數(shù)分布。計算了通風系統(tǒng)動力為自然風壓和動壓的和，分析了進風路線的多孔介質特征和回風路線裂隙寬度，確定進風通道的氣體流動符合達西定律，回風通道氣體流動符合布西涅斯基窄縫流定律。
　?。?）通過分析塌陷區(qū)破碎巖塊滲透系數(shù)的影響因素，得出塌陷區(qū)中破碎巖塊滲透系數(shù)大小的決定因素為顆粒粒徑大小和粒徑的分布。在實驗室中測定不同粒徑和粒徑比的破碎

3、巖塊的滲透系數(shù)，得出粒徑越大，粒徑配比越不均勻，破碎巖塊的滲透系數(shù)越大，并建立了滲透系數(shù)與粒度分布參數(shù)和最大顆粒直徑之間的關系方程。
　?。?）利用自制的露頭火區(qū)相似模擬實驗裝置進行了露頭火區(qū)煤火燃燒過程模擬，得到隨著燃燒距離的增加，煤火蔓延速度越來越小，并擬合得到了煤火燃燒距離和蔓延速度間的關系方程。通過改變實驗中的進口風速，得出進口風速越大，煤火蔓延速度越大，燃燒距離越長。通過對模型中各點的溫度、風速、壓力進行監(jiān)測，得到外界風