风速对煤堆内部热积聚的影响

为研究煤在自然堆积状态下氧化蓄热自燃的特征及不同风速对煤堆自燃的影响,利用 COMSOL数值模拟软件研究了煤堆温度场变化,以及不同风速条件下煤堆自然发火期与煤堆内高温点位置变化情况.结果显示:自燃后其高温点会移动至煤堆底部,并且随着煤堆温度升高,高温点逐渐向煤堆迎风侧表面移动;０．０５m/s为风速临界值,当风速超过或低于０．０５m/s时,煤堆自然发火期均被延迟;其次,风速增大会导致煤堆内部自燃范围由迎风侧逐渐向煤堆背风侧移动.风速对煤堆自燃的影响较为复杂,可以通过降低风速或增大风速的手段来延迟煤堆自然发火期.     

水分蒸发对煤自燃升温过程影响的数值模拟

为了了解水分蒸发对露天煤堆自燃升温过程的影响机制,利用Fluent软件对煤堆内部漏风、温度场信息进行了模拟分析。计算结果表明:高温点位于煤堆中下部;水分的蒸发使煤堆在中期升温速率放缓;水分含量越高,煤堆安全保存期越长。保持一定的水分利于煤堆安全放置。     

含水煤堆自燃过程中安全保存期的数值模拟

为了分析水分对露天煤堆自燃升温速率的影响,建立了二维含水煤堆传热传质数学模型,利用FLUENT软件对煤堆内部氧气、水分和温度场信息进行计算推演。计算结果表明:含水煤堆升温过程经历了升温-缓慢升温-快速升温3个阶段,煤堆内水分与之对应经历了缓慢蒸发,快速蒸发和蒸干3个阶段。水分的存在使煤堆在自燃中期升温速率放缓,水分含量越高,水分蒸发所需时间越长,煤堆安全保存期越长。煤堆水分含量与安全保存期程强烈指数函数关系。     

多场耦合下煤堆自燃过程及影响因素分析

为研究煤堆自燃特征及发火规律,建立了风力和浮力驱动下煤堆的多场（速度场、温度场和氧气浓度场）耦合自然发火模型,并运用COMSOLMultiphysics软件对煤自燃的过程及其影响因素进行了数值模拟分析。研究结果表明：在风速3．6m／h条件下,煤堆自燃最高温度点位于进风侧的煤堆中下部,最终于第65d在此位置开始自燃;随着风速的增大,煤堆自然发火点往风流的下方向迁移,自然发火周期缩短;煤堆孔隙率、高度和角度的减小能延长煤堆的自然发火周期。     

基于粉煤覆盖技术对预防煤堆自燃的数值模拟

通过对煤碳储存环境特点的分析,利用FLUENT软件,选择太阳辐射加载模型、化学反应模型和P-1辐射3个基本模型对70 mm厚度粉煤覆盖下煤堆内的温度分布、氧气体积分数分布变化规律进行数值模拟。模拟结果表明:该模型可以有效预测煤堆自燃的倾向性,对覆盖70 cm厚度粉煤煤堆的温度分布和氧气体积分数分布模拟结果分析可以看出,粉煤覆盖可以一定程度上抑制煤堆内的低温氧化反应,防止煤堆自燃,因此粉煤覆盖是一种新型的防治煤堆自燃的方法。     

煤堆自燃过程的数值模拟

煤炭自燃火灾严重影响煤炭的安全生产和储藏。本文建立了二维煤堆自燃过程的热流方程和氧气传输方程,对煤堆的自燃过程进行了数值模拟,探明了煤堆温度随时间的变化规律,分析了煤堆的不同堆放方式对煤堆传热与燃烧的影响。为煤堆自燃过程的研究提供了理论基础。     

地面煤堆温度监测研究与设计

地面煤堆自燃监测对于预防煤炭自燃是重要手段之一,煤堆温度能够反应煤炭自燃倾向,因此及时有效监测煤堆温度对于防止煤堆自燃有着重要的意义。文章通过硬件和软件设计,在地面煤堆不同位置中,埋入Pt100数字温度传感器,利用AVR 8-Bit单片机采集温度数据,并通过RS-232串口与监控主机通信,采用Visual C++编写控制界面程序,实现对煤堆温度的实时监测。煤堆温度监测系统用于测量煤堆温度场,是预报煤堆自燃火灾的有力工具。     

新型阻封材料在防治港口煤堆自燃中的应用

以浙能港口的7^#大型露天煤堆为例,研究了新型阻封材料在防治煤堆自燃方面的作用,提出了利用新型阻封材料防治露天煤堆自燃的方案。研究表明,露天煤堆所处环境恶劣,易受风雨侵蚀,导致煤堆自然发火危险性高、自然发火期短。通过利用新型阻封材料覆盖煤堆的方案,使煤堆长期保持完整性,阻碍外部空气进入煤堆,从而提高煤堆安全性。通过在浙能港口的7^#大型煤堆进行应用,并对煤堆温度进行长期监测,喷洒阻封材料的部分比未喷洒的平均温度低9～12℃,煤堆温度最终稳定在35℃,为防治煤堆自燃提供了借鉴。     

煤堆自然发火的试验研究

针对地面煤体自燃的原因和特点，进行了为堆自然发火的模拟试验，根据实验结果论述了煤体自热与自燃进程、温度场等的变化特征。实验研究发现：露天自然煤堆受环境因素影响较大；煤堆内部与表面温度的变化是一个动态的逆向过程，煤体的温升和延燃主要是向上；同一点的温度随时间呈幂指数规律变化，同一时刻不同部位的温度随其距热源的距离呈负指数规律变化。     

储煤堆(矸石山)自燃灭火弹控制技术

基于地面储煤堆及矸石山自燃火灾特点和治理难点,分析了现有的各种煤自燃防治技术的特点和缺陷,提出了基于炸药爆破灭火降温理论的地面储煤堆(矸石山)自燃灭火弹控制技术,分析了灭火弹控制地面储煤堆及矸石山自燃的特点以及机理,重点探讨了灭火弹治理地面煤堆(矸石山)自燃中存在的诸如施工方法、爆破技术等问题,针对这些问题提出了相应的解决对策,丰富了我国现有的煤自然防治技术手段。