阳煤集团某煤矿热管治理煤矸石山自燃技术的应用研究

发布时间：2020-10-01 05:55

　　 在煤炭的开采与洗选过程中,会产生大量的煤矸石,作为固体废物,绝大部分煤矸石得不到有效利用,被就近堆放在煤矿附近,逐渐累积的煤矸石堆积成山。煤矸石中的炭质部分与煤成分类似,具有可燃性,其内部碳与硫的化合物与环境中的氧与水分子发生化合反应,进行放热自燃。自燃会导致煤矸石中的硫化物,与碳成分以气体的形式释放到环境中去,对人的生命造成严重威胁,对环境造成巨大的破坏。以往传统的治理煤矸石山自燃的方法主要有灌浆法、喷浆法、挖掘熄灭法、表面燃烧法等,采用隔热、隔氧、外部散温的方式进行治理。但这些方法对煤矸石内部热源的治理效果并不显著,一旦外部治理不达标,内部热源依旧存在并且释放热量。如果能够及时将煤矸石山内部的热量及时转移出,使煤矸石山内部热源逐渐消减,就可以有效治理煤矸石山的自燃。热管技术已经在传热领域已经显示了其高效的传热率,在此尝试用重力热管对煤矸石山的热量进行提取,抑制煤矸石山的温度,达到有效治理煤矸石山自燃的目的。本文对煤矸石自燃与热管的理论进行了研究,设计了三种不同类型的热管,在山西省思汗沟煤矸石山上进行了工业实验,并对实验测试记录的数据进行分析。通过地表下不同热管、不同深度煤矸石温度的变化、地表上热管冷凝段的温度变化,以及对不同热管传热量的计算分析。结果表明煤矸石山内部温度沿垂直方向温度逐渐随深度升高,热管插入区域能够降低该区域的温度,热管能够有效提取插入区域的热量,以地表冷凝段散热量为比较依据,热管散热能力为依次为翅片管、水套管、双热管,为热管移热治理煤矸石山自燃技术的发展提供有力支持。
【学位单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD752.2
【部分图文】：

河北工程大学硕士学位论文原理要经过下面六个方面：吸收外部热量态工质受热蒸发发出的蒸汽在热管内部上升至热管冷凝段预冷凝结成液体将内部热量传至环境体受到重力的作用，降落到热管底部的意图如下：

图 2.2 普通热管原理示意图Fig.1-1 Schematic diagram of ordinary heat pipe，根据工作温度主要划分为，低温热管、中温热方式的不同分为重力热管和普通热管。热管选与 工 作 介 质 。 一 般 将 -60℃——130℃ 称 为为常温热管，300℃——2300℃称为高温热管[48介质对应的工作温度如下表：表 2-1 热管工作温度与工作介质ble 2-1 working temperature and working medium of Heat 工作温度（℃） 热管工作介质-60——100 氨

图 2-3 附面层温度梯度图Fig. 2-3 Surface layer temperature gradient diagram换热热量计算方程式传热时运用基本对流换热公式牛顿冷却公式：q h t单位面积对流传热的热量，W ;对流传热的表面传热系数， W m K2/ ；对流传热表面平均温差，℃；体流动时，在壁面附近因为粘性的作用速度靠近壁近壁面时速度为零。壁面与流体之间的热量传递需要热。导热问题中的傅里叶定律在此仍然适用，则通过0q yyt

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李长银;;热管失效机理研究进展[J];金属世界;2019年02期

2 周德悟;;热管换热器的选定[J];炼油设计;1986年01期

3 许志鹏;;热管换热器管板应力分析的方法[J];河北农机;2016年12期

4 邬佑靖;;热管换热器的设计与应用[J];能源技术;1983年04期

5 王海平;;低温热管换热器的应用[J];能源技术;1985年03期

6 姜炳庆;;热管换热器在浆纱机上应用的研究[J];能源技术;1986年04期

7 邬yP靖;;热管换热器工程设计(续完)[J];能源技术;1988年03期

8 吴克平;;热管换热器进展[J];能源技术;1988年02期

9 邬佑靖;;热管换热器工程设计(续) 第四章 热管换热器的工程设计与计算[J];能源技术;1988年02期

10 张建成;;热管换热器用于节能的经济评价方法探讨[J];能源技术;1991年02期

相关会议论文 前10条

1 黄镛镛;张支干;;热管换热器的应用[A];全国暖通空调制冷1998年学术年会资料集（1）[C];1998年

2 杨峻;徐通明;;分离式液——气热管换热器的设计与应用[A];江苏省能源研究会第八届学术年会论文集[C];2000年

3 王晓杰;黄翔;武俊梅;郑久军;;空调用热管换热器的设计计算[A];全国暖通空调制冷2006学术年会资料集[C];2006年

4 孙文超;钱荣华;;自然能利用热管空调[A];2017年中国通信能源会议论文集[C];2017年

5 韩建勋;朱正平;;热管换热器等在碳酸镁干燥中的节能降耗运用[A];2009年中国镁盐行业年会暨节能与发展论坛论文集[C];2009年

6 邹琳江;翟笃棉;韩超灵;;中温热管换热器的优化过程与方法研究[A];第九届全国工业炉学术会议论文集[C];2015年

7 吕金奎;赵献锋;;热管换热器在邯钢高炉煤气锅炉上的应用[A];2009年河北省冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2009年

8 孙世梅;王彦平;周景民;;小型热管换热器在空调系统中应用的设计研究[A];全国暖通空调制冷2006年学术年会文集[C];2006年

9 王福兴;金岩;刘云;张勇;冀铎;;焦化用轴向热管换热器升级为径向热管式给水预热装置的应用实例[A];2013年干熄焦技术交流研讨会论文集[C];2013年

10 王琳;肖国锋;;通信基站用热管换热器与空调联动的节能效果研究[A];2016年全国铁道与城轨暖通学术年会文集[C];2016年

相关重要报纸文章 前1条

1 本报记者 王延辉;复合式热管换热器提高热效率[N];中国化工报;2011年

相关博士学位论文 前6条

1 王煜;热管生物反应器的传递过程研究[D];南京工业大学;2003年

2 孙世梅;高温热管换热器强化传热及结构优化模拟研究[D];南京工业大学;2004年

3 王军;热管技术在化学反应器中的应用研究[D];南京工业大学;2004年

4 孙志坚;电子器件回路型热管散热器的数值模拟与试验研究[D];浙江大学;2007年

5 袁达忠;热管换热器的两相流模型与耦合传热的研究[D];大连理工大学;2008年

6 柴本银;振荡流热管换热器换热性能及其在干燥系统中的应用研究[D];山东大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 向俊;重力热管在燃气锅炉供热系统烟气余热回收中的应用研究[D];西安工程大学;2019年

2 蔡苏;交变热载荷作用下航天热管的热应力分析[D];沈阳航空航天大学;2019年

3 沈晶晶;超算集群CPU重力热管散热系统研究[D];大连理工大学;2019年

4 冯乾;阳煤集团某煤矿热管治理煤矸石山自燃技术的应用研究[D];河北工程大学;2019年

5 曹宵瑜;环形流热管换热性能的实验研究[D];青岛大学;2019年

6 何海霞;分离型热管在石油化工节能及热力热排散应用研究[D];上海交通大学;2018年

7 林圣尧;热管流化床换热器传热性能的实验研究[D];中国石油大学(北京);2018年

8 刘啸东;基于碳钢-氟塑料复合热管技术的烟气消白烟技术研究[D];华北电力大学;2019年

9 杨海;耦合热管的圆柱形封装相变胶囊蓄放热特性的数值研究[D];北京交通大学;2019年

10 于琦;二氧化碳低温热管传热性能及动态特性研究[D];中国矿业大学;2019年

本文编号：2831483