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(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(chǎn)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(diào)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(jié)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(gòu)成的多孔介質(zhì)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(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(guān)系、煤層燃燒時溫度與災(zāi)害后氣體中氧含量的關(guān)系式及煤層燃燒時熱釋放速率。再次，對火區(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(guān)模型的邊界條件。最后，應(yīng)用 Fluent軟件對煤層露頭火區(qū)火進行數(shù)值模擬，并對其結(jié)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(jié)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(gòu)成進風通道）的滲流運動符合多孔介質(zhì)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