煤自燃特性参数研究及应用软件开发

作     者：赵敏 

作者单位：西安科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐精彩

授予年度：2004年

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

主      题：煤自燃 特性参数 实验模拟 放热强度 可视化 

摘      要：煤层自燃问题是影响煤炭生产安全的最主要灾害之一。煤自燃的发生和发展最关键因素在于煤自发地产生热量，因此研究自燃煤的放热性是认识煤自燃过程、寻找自燃规律、发展预测预报技术的基础。本论文对于煤自燃的一个重要特性参数——放热强度采用理论分析、实验模拟和应用软件开发相结合的综合研究方法进行研究，从而为判定实际条件下煤的放热性提供理论基础，这也是煤层火灾预测和治理的前提。通过大型煤自然发火实验和程序升温实验从煤氧复合及其氧化放热两方面对煤自燃特性参数进行了定性研究和定量测定，给出了煤体在不超过煤自燃临界温度时极限放热强度、模拟煤体实际放热强度的影响函数;使用灰色系统中的灰色关联分析对煤自燃温度超过临界温度时极限最大放热强度与实际放热强度的关系进行描述，从理论上探讨了该温度阶段数值模拟的可行性，为使用程序升温实验装置所测得的极限放热强度、模拟煤体实际放热强度奠定了基础。通过反复进行不同条件下的程序升温实验，本论文还考察了影响煤自燃氧化性的主要因素，找出了煤样粒度、粒度分布、供氧率与煤自燃特性参数——放热强度之间的函数关系式，结合影响函数就可以建立由煤样极限放热强度、推算任意条件下煤样实际放热强度这样一个数学模型。由于在整个实验模拟过程中需要反复使用多种计算工具，极大的影响了模拟速度，所以在煤自燃特性参数研究的基础上，以计算机为辅助手段将复杂的数据计算放在后台运行，前台进行参数的输入和结果的可视化输出，大大简化了实验模拟过程，更符合实际需要。