高硫煤矸石山自燃热动力特性模拟研究

发布时间：2021-04-24 21:16

　　随着高硫煤资源需求量和开采量逐年增长,在高硫煤开采和生产过程中产生的煤矸石数量逐渐增加,含高硫煤矸石山堆积和自燃引起的环境污染问题日益严重。针对含高硫煤矸石开展自燃理论及防治技术研究对降低含高硫煤矸石自燃危险性和保护生态环境有重要意义。含高硫煤矸石自燃的本质是高硫煤的自燃,本文首先分析高硫煤中各硫分氧化特性对高硫煤和含高硫煤矸石自燃的影响,分析高硫煤和含高硫煤矸石自燃机理及影响因素;其次,构建高硫煤自燃过程的氧化动力学模型,研究高硫煤粉与氧气发生的缓慢氧化反应过程,分析不同工况下高硫煤自燃热力学及产物特性;最后,构建煤矸石山自燃传热数学模型,研究煤矸石山自燃动态演变过程,分析环境条件对煤矸石山温度场特性的影响。结果表明:1)含高硫煤矸石自燃危险性高的原因是高硫煤中黄铁矿硫的存在。煤自燃危险性随着高硫煤中含硫比例增加而升高,随着含硫比例增加,煤氧反应炉内温度明显升高,局部区域热量积聚现象明显,但影响程度随着含硫比例增加而逐渐变小。煤自燃危险性受含煤比例和氧气浓度影响较大,堆积含高硫煤矸石之前应尽量处理回收煤矸石中高硫煤,并采用封堵技术隔绝煤矸石与空气接触。2)相比于N₂

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外现状
    1.3 研究内容与方法
2 含高硫煤矸石自然发火规律
    2.1 高硫煤自然发火理论
    2.2 含高硫煤矸石自燃过程
    2.3 煤矸石自燃影响因素
    2.4 本章小结
3 高硫煤自燃热动力特性研究
    3.1 数值模拟理论基础
    3.2 物理模型及边界条件
    3.3 黄铁矿硫对煤自燃特性影响研究
    3.4 高硫煤自燃特性影响因素分析
    3.5 本章小结
4 含高硫煤矸石山温度场分布规律研究
    4.1 数值模拟理论基础
    4.2 物理模型及边界条件
    4.3 含高硫煤矸石山温度场动态分布规律
    4.4 含高硫煤矸石山温度场影响因素分析
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]高硫煤层自然发火防治技术综述[J]. 徐长富,张勋,张帅.  中国矿业. 2019(08)
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[3]我国矿井热动力灾害评价研究进展及趋势[J]. 文虎,郭军,金永飞,张泽,王涛,刘文永.  煤矿安全. 2016(03)
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[5]煤矸石山的自燃规律与综合治理工程措施研究[J]. 位蓓蕾,胡振琪,王晓军,赵平,赵艳玲,肖武.  矿业安全与环保. 2016(01)
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博士论文
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硕士论文
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[2]煤粉无焰燃烧的基础实验研究及数值模拟[D]. 钟莹.浙江大学 2015
[3]分解炉内煤粉燃烧与碳酸钙分解的数值模拟[D]. 李佳.湖南大学 2013



本文编号：3158090