煤炭自然发火的介尺度现象分析及建模

作     者：梁运涛 王树刚 林琦 宋双林 申宝宏 田富超 LIANG Yuntao;WANG Shugang;LIN Qi;SONG Shuanglin;SHEN Baohong;TIAN Fuchao

作者机构：煤科集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室辽宁沈阳110016 煤炭科学研究总院北京100013 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221008 大连理工大学建设工程学部辽宁大连116024 

出 版 物：《中国矿业大学学报》 (Journal of China University of Mining & Technology)

年 卷 期：2017年第46卷第5期

页      面：979-987页

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51574148) 国家国际科技合作专项项目(2015DFA61250) 国家"十三五"重点研发计划课题(2016YFC0801608) 

主　　题：煤炭自然发火 介尺度 颗粒聚团 树叉模型 建模 

摘      要：针对煤炭自然发火研究中宏观层面过于简化无法揭示反应机理,而微观层面过于细化直接应用到工程效果不理想的瓶颈,借鉴复杂系统理论和多尺度科学研究思路,分析了煤炭自然发火的反应粒子、颗粒内孔、单煤颗粒、颗粒聚团、堆积煤体的多尺度行为和特征,提出了破碎煤体堆积系统自然发火的介尺度概念,并探讨了描述型、关联型和极值型3种多尺度方法在煤炭自然发火介尺度研究中的适用性.基于关联型研究方法,通过分析颗粒聚团内部及聚团间的热力学和动力学的复杂作用,引入树叉模型并考虑孔隙率分布的非均匀特征,使单煤颗粒尺度与堆积煤体尺度相关联,实现了从实体模型到物理模型,再到数学模型的煤炭自然发火介尺度模型的构建过程.