一、矿井煤层自然发火的自燃临界性条件（论文文献综述）
胡世花[1]（2021）在《二茂铁—钾盐超细颗粒气溶胶防治采空区无烟煤自燃灾害实验研究》文中认为由煤自燃引发的煤炭火灾是煤矿开采和储运过程中主要的矿井灾害之一,煤矿井下一旦发生火灾,就会造成大量的资源浪费,严重破坏周围环境,使煤矿的安全生产遭受巨大威胁。相较于一般的固体火灾,煤矿井下煤自燃火灾存在发生源位置不明显、易复燃、难防治等特征。现阶段主流的采空区防灭火技术在保障煤矿安全生产过程虽有成效,但也存在寿命短、易流失、扩散能力弱、成本高等不可忽视的问题。因此采空区煤自燃防治技术有待进一步改善。本文通过研究煤自燃机理,分析对比传统防灭火技术的优缺点,研究探讨超细颗粒气溶胶防灭火技术防治采空区煤自燃灾害的可行性。本文以磷酸二氢钾（KH2PO4）为基料,二茂铁（Fe（C5H5）2）为添加剂,研制了一种新型的二茂铁-磷酸二氢钾超细颗粒气溶胶灭火剂。通过选用行星球磨机对气溶胶材料进行研磨制备,并进行粒径、松密度、吸湿率、流动性测试结果分析。之后通过同步热分析、傅立叶红外光谱分析实验以及物理模拟实验测试了材料的灭火性能。实验选取磷酸二氢钾（KH2PO4）、碳酸氢钾（KHCO3）、硝酸钾（KNO3）、草酸钾（C2H2K2O5）、氯化钾（KCl）这五种钾盐作为备选材料,经过对比分析优选磷酸二氢钾（KH2PO4）作为基料,二茂铁（Fe（C5H5）2）为添加剂进行实验研究。通过气相色谱分析煤自燃氧化产物浓度变化以及扑灭煤火表面温度的快慢,研究不同配比下气溶胶材料防灭火效果,明确气溶胶材料的科学配比。确定当二茂铁含量为0.9 wt%时添加超细颗粒气溶胶的阻化煤样表现最为优异。通过同步热分析实验,研究了二茂铁-磷酸二氢钾超细颗粒气溶胶材料对煤体燃点、放热量、放热速率、失重速率等参数的影响规律,结果显示:二茂铁-磷酸二氢钾超细颗粒气溶胶材料可以有效提高煤体的燃点,提高幅度为16～19℃。降低煤样的失重率、最大失重速率、最大放热速率、最大放热量,降低幅度分别为15.2～20%、1.91～2.5%/min、2.22～3.21 m W/mg、1299.91～2189.1 J/g;在不同煤样中,二茂铁-磷酸二氢钾超细颗粒气溶胶材料含量为15 wt%时,对煤样氧化升温过程的阻化效果最好。通过傅立叶红外光谱分析实验,研究了煤在氧化升温过程中二茂铁-磷酸二氢钾超细颗粒气溶胶材料对煤分子中羟基、脂肪烃、含氧官能团等不同种类活性基团变化规律的影响,结果表明超细颗粒气溶胶材料能够有效加快煤体中羟基（-OH）含量的减少,同时降低脂肪烃（-CH3、-CH2-）在氧化升温阶段的反应消耗量,降低含氧官能团（C=O、C-O、-COO-）的增加量,中断活性基团的链式反应,有效延缓煤的氧化升温过程。最后通过构建煤自燃的物理模拟实验台,研究二茂铁-磷酸二氢钾超细颗粒气溶胶材料的灭火性能,结果表明:相同条件下,超细颗粒气溶胶材料灭火时间约为黄泥浆的1/2;在使用二茂铁-磷酸二氢钾超细颗粒气溶胶扑灭煤火时,喷洒15 wt%的气溶胶,既能保证较大的煤体降温速率,又能保证二茂铁-磷酸二氢钾超细颗粒气溶胶有效利用率。
郭庆[2]（2021）在《采空区煤自燃预警技术及应用研究》文中提出采空区煤自燃是影响矿井安全生产的重大灾害之一,不仅产生有毒有害气体,还会诱发瓦斯爆炸等次生灾害,造成严重的人员伤亡和重大的经济损失。伴随深部矿井开采的快速发展,煤自燃灾害治理日趋复杂,而构建高效的预警体系是防治矿井煤自燃的关键。气体和温度是携带煤自燃信息量最丰富的两个参数,能够有效地反映采空区煤自燃状态。然而,目前对于工作面不同区域气体浓度的分布规律掌握不清晰,很大程度上削弱了气体预警指标的现场应用效果;受限于技术和工程,采空区温度场分布及演化特征研究不充分,阻碍对采空区温度场的认识。为了补充、完善和解决上述问题,满足采空区煤自燃预警的需求,本文开展了基于气体和温度相结合的煤自燃预警及响应机制研究,并研发了煤自燃远程监测与预警系统,取得如下研究成果:分析了工作面不同区域气体的统计学特征。首先利用小波变换研究了上隅角袋子墙内、袋子墙外,高抽巷和采空区CO与O2浓度的多时间尺度演化特征,指出CO和O2在不同时间尺度上有不同的周期性,其能量密度与气体变化率有密切关联。拟合了气体小波系数的波动方程,根据相位差和初振幅得出采空区内的气体与煤自燃信息的相关性最高,高抽巷的相关性最小。其次,基于O2的核密度得到了特征O2浓度并对采空区煤自燃“三带”进行细分,将“氧化带”分为“第一氧化带”和“第二氧化带”,体现了采空区的动态性变化。最后构建了小波变换与ARIMA相结合的气体短时预测模型,结果表明该模型具有良好的准确率。研究了标志气体与煤温的数学模型,并归纳了88组煤样标志气体特征温度的统计学分布特征。煤低温氧化阶段,标志气体与煤温的关系符合Logistic模型,其中CO的Logistic拟合参数为A1=23.4,A2=14990,p=12,x0=294;C2H4的拟合参数为A1=0.3,A2=27,p=17,x0=283。初现温度和拐点温度将煤自燃阶段划分为波动阶段、稳定增长阶段和衰减阶段。根据统计学规律可知,CO、C2H4、C2H2的平均初现温度为30℃、120℃和278℃,CO和C2H4的第一拐点温度为158℃和204℃,第二拐点温度为294℃和283℃。拟合参数p值与煤低温氧化气体产物生成的难易程度呈正相关。根据CO浓度与煤温的数学模型,得到了煤自燃三个阶段的活化能分别为1.70k J/mol,83.67k J/mol和14.27k J/mol。构建了煤自燃气体预警指标体系。首先指出了C2H4与CO的初现温度比值与煤自燃倾向性判定指数正强相关,用于煤自燃危险性判定的初现温度比的临界值为4.23和5.45。煤自燃释放气体的过程中存在气体状态转变预准备期,且初始氧化阶段的预准备期较长。其次,基于统计学意义上的特征温度:CO初现温度、C2H4初现温度、CO第一拐点温度、C2H4第一拐点温度和C2H2初现温度共5个特征温度划分了煤自燃危险状态:安全状态、低风险、一般风险、较大风险、重大风险和特大风险状态。绘制了不同状态间的能级跃迁图谱,指出煤自燃跃迁只发生在相邻状态间,其跃迁能级为两端高、中间低。再次,将四组气体浓度比值lg(φCO2/φCO)、1/2.1*φC2H6/φC2H4、1/16.2*φCH4/φC2H6和φC3H8/φC2H6综合为一组复合预警指标:预警指标临界值大于1.6为低风险,1～1.6之间为一般风险,为低预警等级;小于1为其它风险状态,为高预警等级。最后,构建了基于泡沫凝胶防灭火技术的不同危险等级的响应对策。搭建了多孔介质温度场分布及演化规律研究小型实验台,研究了不同粒径、通风形式和风速条件下温度场的形态变化、热核区迁徙、多热核区演化规律等,研究结果表明:（1）与热源不同距离的点的温度曲线具有不同的凹凸性,且与热源距离越大,温度响应时间越长。（2）粒径突变的交界面对热流的传递有显着影响:热流从小粒径流向大粒径系统时,热流在交界面出现收缩,反之,热流从大粒径流向小粒径系统时,热流在交界面处呈放射状。（3）不同风速条件下热核区具有不同的迁徙规律,无风时,热核区在纵向向上迁徙,且大粒径系统内热核区的迁徙位移最大,小粒径和混合Ⅱ系统内的迁徙位移不明显,混合Ⅰ系统内出现了显着的“烟囱效应”,在纵向形成了热束。风速变大时,热核区开始在横向发生迁徙,其中大粒径系统内热核区的横向迁徙位移最大,小粒径内出现了潜在热核区,混合粒径系统内热核区迁徙不明显;在热核区迁徙的过程中会形成新的热核区,且新热核区沿下风侧分布,继而出现多个热核区共存的现象。（4）多个热核区之间传递热量时会出现热流挤压现象,且挤压区附近是形成新热核区的主要区域,通过在采空区灌注防灭火材料,缩短风流携热流程,形成“截流”机制,可有效防止新热核区的形成。研发了煤自燃综合在线监测与智能预警系统,该系统可直接读取采集的气体和温度数据,并自动生成可视化的图表,然后根据预设的指标对超限气体进行预警和等级划分。系统在胡家河矿402102综放工作面进行了应用,提高了煤自燃防治的工作效率。本论文有图173幅,表37个,参考文献182篇。
汤宗情[3]（2020）在《煤自燃过程中孔隙演化机制及其对多元气体吸附特性的影响》文中研究说明高瓦斯易自燃煤层深部开采过程中,瓦斯与煤自燃复合灾害已经成为制约矿井安全高效生产的重要因素。复合灾害的形成过程极为复杂且表现形式纷杂多样,严重制约了研究的深度及广度,导致对其系统性的研究较为匮乏。而煤体孔隙的结构及数量决定了CH4、O2和N2等多元混合气体的物理吸附能力,是连接瓦斯灾害和煤自燃灾害的重要纽带。因此,本文针对有关煤自燃过程中孔隙演化规律及其影响因素以及孔隙演化对CH4、O2和N2等多元气体吸附特性的影响展开研究。通过理论分析、物理实验及现场调研等研究方法,开展煤自燃过程中孔隙演变规律研究,揭示部分状况下瓦斯与煤自燃复合灾害的致灾机理,为科学地制定切实可行的复合灾害防治措施提供理论依据。获得以下主要结论:煤自燃过程中不同尺度孔隙演化的基本规律为:前中期阶段（30110℃）,氧化温度较低,煤氧复合反应主要集中在煤体表面且速率较低,导致此阶段不同尺度孔隙数量的增长较为缓慢且以微孔与中孔为主;中后期阶段（110230℃）,前中期微孔与中孔的发育为煤氧复合反应及O2运移新增了大量场所与通道,使得煤氧复合反应速率开始急剧增大且逐渐扩展至煤体深部,大量微孔与中孔扩张及两两贯通成大孔,导致此阶段不同尺度孔隙的数量均有较高幅度的增长。不同尺度孔隙的发育导致煤体总孔隙度的增加,破碎度及漏风强度也随之增大,而不同功能孔隙的发育则导致煤体对气体吸附及运移能力的改变,进而再反作用于煤氧复合反应进程。通过煤工业分析组分测试系统与煤自燃模拟试验系统联用,研究了煤体内部水分、挥发分、固定碳及灰分随氧化温度增加的动态演变规律,揭示了自燃过程中煤体孔裂隙发育的内在机制及其对结构强度演变的影响。结果表明:1)自燃初期,煤体孔隙的发育主要依靠内部水分的蒸发及含水化合物的脱水,到了中后期,则主要依靠内部大分子有机化合物的氧化分解和部分矿物质的高温热解;2)不同种类煤体自燃过程中孔裂隙发育的内在机制基本一致,与变质程度无关,但低变质程度煤体由于水分及挥发分含量较高,导致自燃过程中孔隙发育速率及程度也更高;3)煤自燃过程中孔隙度的增长破坏了煤体结构完整性,导致结构强度持续降低,致使其在外力作用下极易被挤压破碎为更小粒径的煤体。基于煤体孔隙度真空饱和水测量系统,研究了孔隙度随氧化温度、O2浓度及CH4浓度增加的动态演变规律,揭示了不同参量对煤自燃过程中孔隙度演变的影响机制。结果表明:煤自燃过程中1)孔隙度随氧化温度的增加呈现出先缓慢增加后快速增加的趋势,变质程度增加不会改变这种趋势,但会降低相同氧化温度时孔隙度的增长幅度;2)孔隙度增长率与O2浓度为正相关关系,且由于自燃初期孔隙发育主要依靠水分减少,因此O2对自燃中后期孔隙度增长的激励作用更为显着;3)孔隙度增长率与CH4浓度整体为负相关关系,CH4浓度及氧化温度较低时,CH4对孔隙度增长的抑制效应不明显且幅度较低,但随着CH4浓度或氧化温度的增加,抑制效应开始变得显着且幅度在不断增大。基于自行搭建的煤体自由基电子自旋共振原位测试系统,研究了自由基的g因子值、浓度Ng与线宽△H随氧化温度、O2浓度、CH4浓度及煤粉粒径改变的演化规律,揭示了不同氧化参量通过作用于自由基的生成及湮灭过程来影响孔隙发育的内在机制。结果表明:1)整体而言,煤自燃过程中随着氧化温度的逐渐升高,自由基的g因子值及线宽△H呈现出缓慢减小趋势,而浓度Ng则呈现出逐渐增大的趋势;2)氧化气氛中O2浓度的降低或CH4浓度的增加均会导致煤体Ng的减小,与其对孔隙度演变规律的影响基本一致;3)不同粒径煤体自燃过程中Ng的演变规律基本一致,但相同氧化温度不同粒径的Ng值存在一定差值,且差值随着氧化温度的增加而逐渐扩大;4)孔隙发育导致煤自燃过程中粒径逐渐减小,进而加速自燃进程并增大其二次氧化初期的自燃危险性。基于自行搭建的多元气体竞争吸附测量系统,分别研究了低温氧化后的煤体在常温及高温下对CH4的吸附量以及初次氧化后的煤体在常温下对CH4、O2和N2的吸附量随氧化温度增加的演变规律,揭示了煤自燃过程中孔隙演化对CH4、O2和N2等多元气体竞争吸附特性的影响机制。结果表明:1)低温氧化后煤体在常温状态下由于煤体孔隙的发育致使吸附量随氧化温度的增加而逐步增大,高温状态下则由于气体吸附能力降低及孔隙闭合导致吸附量随氧化温度的增加而逐渐减小;2)由于孔隙数量及结构的动态演变,初次氧化后煤体常温状态下Qmax-DA及Qmax-MG均随初次氧化温度的增加整体呈现出先增大再减小的趋势;3)QO2-MG与QO2-DA随初次氧化温度增加的演变趋势基本一致,但由于煤体对CH4的吸附能力明显强于N2与O2,导致初次氧化温度相同时Q O2-MG小于Q O2-DA。本文研究进一步完善了高瓦斯易自燃矿井瓦斯与煤自燃复合灾害致灾理论,促进了复合灾害协同防治技术的进步与发展。该论文有图116幅,表29个,参考文献205篇。
张天赐[4]（2019）在《粉煤灰膏体充填防灭火技术研究》文中认为本文针对解决煤层巷道“高冒区”危险性,工作面采空区“两道”、“俯采”工作面采空区火灾危险及松散煤体自燃危险性的问题上,开展了粉煤灰膏体防灭火技术的研究。首先,本文通过红外分析、XRD分析及SEM扫描电镜的方法,得到粉煤灰膏体生成的主要原理,其中采用粉煤灰浆液作为骨料与复合膏体剂混合,以氢键或分子间作用力形式提高粉煤灰膏体的强度,且提高了粉煤灰膏体防灭火材料的保水性。并基于配比实验的原则,对膏体充填实验配比进行研究,结果发现:粉煤灰浆液的质量浓度范围为60%～66.7%,复合膏体添加量为6‰时,膏体的质量最佳。通过膏体流变特性的研究,即粉煤灰膏体的塌落度、扩展度、粘度的实验。结果发现:膏体防灭火材料满足膏体的定义标准且验证了在此范围内膏体的流动性较好且稳定性强。其次,对粉煤灰膏体材料的防灭火性能进行研究。通过对膏体的热稳定性、泌水率、封堵性能的实验,得出粉煤灰膏体材料的防灭火特性。结果表明:粉煤灰膏体的泌水率范围为3.3%-4.7%,属于膏体的范畴。因此不会出现离析的现象且膏体具有较好的热稳定性能,耐压性强即堵漏风性能好,具有良好的堆积性。通过相似理论研究膏体输送过程。结果表明:膏体防灭火材料会沿着流动方向表现出强度不均匀的现象。最后,本文通过Fluent数值模拟,依据矿山的实际情况建立模型。模拟不同质量浓度的粉煤灰浆液在不同管径中的阻力损失。结果表明:粉煤灰浆液的管道阻力随着管道直径的增大,其阻力损失减小。当输送管径为200 mm时,管道出口的浆液流速均匀,管道不易发生堵塞。本文通过理论,实验及模拟研究,得到了一个较为完善的防灭火技术,其中当骨料粉煤灰浆液的质量浓度为66.7%、复合膏体剂的添加量为6‰、输送管径为200 mm时,发现粉煤灰膏体防灭火材料的各项性能均为最佳,适用于现场应用,且防灭火效果显着,具有较好的推广应用价值。
张钧祥[5]（2019）在《钻孔堵漏型高分子发泡密封材料研制及应用研究》文中指出裂隙的发育改变了煤体力学性质,可能引发煤与瓦斯突出、煤体自燃等煤矿灾害,也是钻孔发生抽采漏气的根本原因。针对目前煤矿常用堵漏材料中存在的不足,本文制备一种溶液型高分子发泡密封材料（PS）。通过开展钻孔注浆堵漏模拟试验,揭示PS材料对煤体的堵漏作用机制,并在山西焦煤集团屯兰煤矿开展钻孔堵漏工程试验,考察该PS材料的实际应用效果,主要得到如下结论:通过开展煤体三轴-渗流实验分析了钻孔周围不同区域内煤体渗流特征变化,在考虑蠕变效应的基础上建立钻孔漏气量动态演化模型,利用数值模拟的方法研究钻孔漏气量演化规律及其影响因素。并针对工程中常用的水泥浆和化学材料的流变特性,推导不同流体的柱-半球形注浆扩展模型,三维数值模拟结果表明对于低渗透性的煤层注浆更适合采用牛顿流型的化学浆材。在理论分析的基础上,选择一种氨基树脂为基料,通过苯酚聚合物对其改性,并配以交联剂、发泡剂、稳泡剂、增韧剂制备一种高分子发泡密封材料。采用单因素法考察各组分对材料性能的影响,利用L25（56）正交试验的方法探究了材料各组分之间的相互影响机制,结合材料宏观力学实验确定A3B1C1D1E2F3为材料的最优配比。针对煤体憎水特性,通过分析液滴铺展过程中系统吉布斯自由能变化,建立浆-煤体界面孔隙率模型,讨论不同接触角对界面孔隙率的影响机制;并选择4种湿润剂对材料进行亲煤性改性研究,通过煤粉沉降、煤粉吸湿量和接触角的方法确定WS3作为材料的湿润剂,其添加量为0.4%。利用自主研制的PS材料开展钻孔注浆堵漏模拟试验,并选用传统的超细水泥（SC）作为对比,结合核磁共振、三轴蠕变-渗流和宏观力学实验的方法揭示PS材料对煤体的堵漏作用机制:（1）浆-煤固结体宏观形貌结果表明SC和PS材料在试验煤屑中的固结体积分别达到46.92%和90.73%,说明PS材料在被注煤体中充填率更高、浆液渗透能力更强。（2）核磁共振实验结果表明PS固结体内孔隙结构主要为闭合型小孔和中孔,而SC固结体富含有大量连通型的大孔和裂隙;且PS固结体孔隙分形维数DL和DS均低于SC固结体,说明PS固结体内孔隙结构较为简单,更多孔、裂隙被PS材料浆液所填充。（3）固结体三轴-渗流实验结果发现PS和SC固结体试样平均初始渗透率分别为5.13 mD和12.84 mD,两者在加载过程中渗透率分别增长了 2.73和4.65倍;固结体蠕变-渗流实验研究结果表明PS在峰后阶段未发生明显的宏观破裂,渗透率增幅较小;而SC固结体在峰后阶段加载过程中蠕变速率迅速增加,稳态蠕变持续施加较短,这就加快了内部裂纹的汇合与扩展,形成大量漏气通道导致渗透率急剧增加。（4）采用SC和PS材料注浆煤体后的固结体平均单轴抗压强度分别为4.224 MPa和5.573 MPa,相应加固系数分别为10.416和13.741;根据单结构面理论推导固结体内破裂面在临界状态时受到侧向约束力σ3的表达式,并结合原煤结构面直剪实验求得PS固结体在临界状态时σ3是SC固结体的1.6倍,说明PS材料对煤体的加固效果更为显着。（5）根据电镜扫描结果对不同固结体的浆-煤界面模型进行划分,SC材料在浆-煤界面处结构较为疏松,其界面强度主要取决于水化产物的种类、数量及存在方式,与被注介质本身性质相关性不强;而PS材料与煤体的结合更为紧密,表现出良好的分子相容性,FTIR分析结果表明PS分子与被注煤体之间发生了物理及化学反应,使得PS材料分子在煤体表面上形成了牢固的化学覆盖,提高了材料对煤体堵漏效果的改善。工程试验结果表明:12507运输巷试验钻孔在堵漏处置后平均钻孔瓦斯浓度由25.68%提高至43.24%,18402运输巷试验钻孔在堵漏处置后平均钻孔瓦斯浓度由60.42%提高至71.45%,且在其后抽采时间内未发生明显的衰减趋势;说明PS材料能有效封堵钻孔周围大量裂隙、改善钻孔抽采效率,提高了钻孔周围煤体稳定性,具有优越的堵漏效果。
张超[6]（2017）在《下分层工作面煤自燃探测与预报技术研究》文中指出针对下分层工作面容易出现漏风诱发煤炭自燃,且因下分层工作面条件复杂,直接、准确定位煤自燃区域难度大的问题,本文从下分层工作面自燃产生的原因、条件、监测与预警以及防治方法等方面,系统探讨了下分层工作面煤自燃问题。采集现场煤样并分析了煤样自燃特性,测试了煤升温氧化过程中的气体产出特征,优选了煤自燃的标志性气体,研究了气体产物生成量与煤温之间的关系,确定了预测预报煤自燃标志性气体的指标值。在工作面能位分布测试的基础上,利用便携式SF6检测仪,采用移动检测点的方法,测算了大面积范围漏风的最短路径,确定了下分层工作面顶板漏风风速和漏风量,圈定了煤层自燃的漏风供氧区域,为监测下分层工作面自燃与防控提供了理论依据。采用布置测温和测气装置,并借助红外热成像仪,观测了工作面两巷高温区域,辨识了煤自燃发生早期征兆,制定了工作面综合防灭火措施。己16-17-22072工作面试验研究结果表明:测试的煤样自燃倾向性等级为Ⅰ级,属于容易自燃煤。煤样常温下氧化气体产物中不仅有CO和C02,甚至出现了 C2H4和C2H6,表明了煤样具有很强的氧化性。当出现CO时,说明煤温达到了 70℃,出现C3H8时,煤温已达到110℃。由于试验工作面顶板密实程度不一,漏风具有层状特征,但漏风量分布不均,最大漏风地点在F1断层附近,是煤自燃易发区段;最小漏风地点在距初切眼370m～680m范围内。红外热成像及定点观测的气体和温度监测结果验证了漏风测试结果的准确性。通过在工作面风巷顶板喷注高分子材料,形成挡风隔离墙等防治措施,有效控制了煤自燃进程。研究结果为类似条件下的煤自燃防治提供了借鉴作用。
邢纪伟[7]（2016）在《成庄矿3#和15#煤矸石氧化特性及堆放参数研究》文中研究表明我国煤炭生产和消费量占一次能源生产和消费总量的70%左右,并且煤炭绝对消费量仍在逐年增加。煤矸石的堆存量与年排放量约占我国工矿业固体废弃物的四分之一,大量堆积的煤矸石占用土地、污染环境、破坏生态,甚至有可能发生自燃的危险,对矸石山堆积地造成了不可恢复的后果。因此采取合理的措施最大限度减少煤矸石堆对周围环境的破坏与污染,对煤炭工业可持续健康发展具有十分重要的意义。成庄煤矿产出的3#和15#两层煤矸石存在混堆现象,占用大量土地,破坏环境,造成矸石山自燃灾害的发生。本文针对3#和15#煤矸石的混堆现象,利用煤矸石程序升温实验与煤矸石热重差热实验,分别考察煤矸石各个氧化过程氧化产物的生成与自身随温度的变化规律,结合现场不同煤层煤矸石的堆放实验,获得煤矸石氧化自燃变化规律,从而初步给出合理的堆放参数以及煤矸石自燃检测临界温度值及气体指标,通过数值模拟软件的模拟结果,确定最优堆放参数。（1）从30℃到230℃的过程中,矸石产生的H2浓度出现了先增后减得一个阶段,氢气作为煤矸石自燃过程的一种指标性气体较难把握,应采取以CO气体为主,H2气体为辅的联合预测预报体系。（2）对不同种类的煤矸石而言,其自燃的临界温度也不尽相同。通过综合分析程序升温和热重实验的实验数据,认为15#煤矸石的自燃特性强于3#煤矸石自燃特性,15#煤矸石自燃临界温度较低。（3）现场实地将煤矸石积成设计的高为3m的4个圆台（锥）体和1个阶梯状,通过监测矸石堆的温度和气相产物,同时兼顾煤矸石堆放效果和矿上经济效益,确定以梯田形堆放为基础,每层煤矸石堆放以矸石层（压实）和粘土（黄土）层以比例为10:1进行分层堆积,有利于防止煤矸石堆的氧化自燃,堆积方式较为合理。（4）应用ABAQUS有限元数值模拟软件通过设定不同模拟参数,对不同矸土比堆积的矸石堆进行数值模拟,研究确定煤矸石采取矸土比为15:1堆放方式可以节省大量物力和财力,缩短堆放工程时间,因此,煤矸石采取矸土比为15:1的梯形堆放方式,单层矸石厚度5m为基准,堆积角度为35°,进行分层堆积更为合理。
王琢[8]（2016）在《低阶煤自然发火实验及特性研究》文中研究表明煤炭是我国重要的基础能源,煤炭自燃事故严重威胁着煤炭的生产、运输和存储安全。尤其是低阶煤,具有自热倾向性高,燃点低等特性。因此,研究低阶煤自燃问题显得尤为重要。本文采用实验结合模拟的研究方法,对白音华褐煤、大同不粘煤和大同气肥煤三种低阶煤进行了实验。通过搭建大型煤自然发火实验台,模拟了大体积破碎褐煤的自然发火过程。研究不同粒度、体积和含水量对实验的影响。运用Fluent软件对煤的温度场、风流流场、氧气浓度场进行模拟,进一步探索了煤自燃特征参数对煤自然发火规律的表征作用。运用静态恒温实验,将三种不同煤样置于三种不同尺寸（边长为50mm,100mm,150mm）立方体网筐内。通过实验和弗兰克-卡门涅茨基模型求得煤样的临界自燃温度和活化能。运用活化能的大小判断煤的自燃倾向性。实验结果发现,体积越大,临界自燃温度越小;褐煤的活化能小,易自燃:煤中水分减少,煤的活化能降低,煤更容易自燃。模拟结果表明煤体升温过程中的温度场、空气渗流场和氧气浓度场是随着时间变化并且相互影响的。通过实验和数值模拟对煤自燃过程的特性进行研究,能够搞清煤自燃的发生、发展过程及各种因素对煤自燃的影响,从而为实际条件下预测和控制煤自燃提供理论依据。
高亮[9]（2015）在《采空区自然发火相似模拟实验平台相关参数研究》文中研究说明随着矿井开采深度增加，矿井采空区自然发火问题越来越突出，严重地影响了煤矿的安全生产。由于采空区范围较大，探测采空区高温区域位置需要对采空区内部松散煤体热量传递规律进行深入研究，而目前现场检测方法还存在测量精度偏低等许多不足。研制相似模拟实验平台是研究采空区内部浮煤热量传递规律方法之一。通过计算相似比例，结合王家岭20103工作面的现场参数，分析设计了实验平台的采空区冒落带高度、高温热源的选取及工作面通风方式，最后对实验平台系统实施进行了阐述。首先阐述了采空区煤自燃的相关理论，对连续型方程、动量方程和能量方程进行推导，得到包含采空区和工作面整个区域内的统一流场和温度场数学模型。并基于此数学模型，采用相似变换，推导出原型与实验模型之间的相似关系式，分别确定了模型的几何相似比，实验材料的粒度、孔隙率、内热源等参数的相似比例。其次对工作面下列相关参数进行了理论分析：（1）为了设计模拟实验台高度，阐述了采空区冒落带形成特征，对水平和近水平冒落带高度的测定方法和计算模型进行了分析，结合实际工作面的条件，得到一般冒落带高度与采高之间的关系。（2）分析了采空区高温热源的形成及热源向周围煤岩传递热量的基本方式；设计了模型实验台采空区高温热源采用单一热源和多个热源两种布置方式，并采用功率可调节的热源模拟采空区高温热源。（3）分析了目前矿井常用工作面通风方式及不同通风方式对采空区煤自燃的影响，选择模型实验台的通风方式为U型和U+L型两种，并依据实际工作面的风量设计模型实验台的三个风量值0.2m3/min，0.3m3/min，0.5m3/min。最后阐述了在实际研制实验平台过程中的实验箱体、温度控制系统、通风控制系统及数据监测系统4个组成部分结构和功能。
高洋[10]（2014）在《煤矿开采引起的采空区瓦斯与煤自燃共生灾害研究》文中认为随着煤炭开采向深部发展，瓦斯涌出量逐渐增大，煤自燃问题也日益严重，瓦斯与煤自燃共生灾害也越来越多。为了解决这一问题，提出用物质导数的概念来研究瓦斯与煤自燃的相互作用，用在舱体内的相似模拟实验和Fluent数值模拟分析了采空区自燃三带的瓦斯涌出和运移情况，并用Origin软件对实验数据进行了分析。研究了采空区的特征及渗透率和孔隙率对瓦斯流动和煤自燃的影响，Bleeder system和Bleederless system两种通风系统对防治瓦斯和煤自燃所起的作用，以及采空区内渗透率增大100倍时两种通风系统内的温度变化。通过研究，得到了采空区内瓦斯与煤自燃之间的相互作用关系，高瓦斯涌出对煤自燃有抑制作用，同时煤自燃也会影响采空区内的瓦斯运移。掌握了瓦斯在采空区内不同区域、不同温度下的涌出情况和运移分布规律，采空区内渗透率的增大对Bleederless system的升温影响较大，为进一步防治瓦斯与煤自燃提供了保障。
二、矿井煤层自然发火的自燃临界性条件（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、矿井煤层自然发火的自燃临界性条件（论文提纲范文）
（1）二茂铁—钾盐超细颗粒气溶胶防治采空区无烟煤自燃灾害实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤自燃理论 |
| 1.2.2 采空区防灭火技术 |
| 1.2.3 气溶胶防灭火技术 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究目标 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 超细颗粒气溶胶防灭火材料的选择与制备 |
| 2.1 原料选择 |
| 2.1.1 实验方法 |
| 2.1.2 实验结果分析 |
| 2.2 最佳配比的确定 |
| 2.2.1 配比设计 |
| 2.2.2 低温氧化动力学测试实验 |
| 2.2.3 高温灭火物理模拟 |
| 2.3 二茂铁-磷酸二氢钾超细颗粒气溶胶的抑制作用 |
| 2.4 超细颗粒气溶胶的制备及表征 |
| 2.4.1 超细化工艺选择 |
| 2.4.2 气溶胶的制备 |
| 2.4.3 气溶胶物理性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超细颗粒气溶胶阻化过程煤体热效应特征研究 |
| 3.1 实验装置 |
| 3.2 实验步骤 |
| 3.3 实验结果分析 |
| 3.3.1 TG与DTG分析 |
| 3.3.2 DSC分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超细颗粒气溶胶对煤自燃活性结构的影响 |
| 4.1 实验装置及原理 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 实验原理 |
| 4.2 实验步骤 |
| 4.3 原煤官能团分布 |
| 4.3.1 羟基官能团吸收峰 |
| 4.3.2 脂肪烃官能团吸收峰 |
| 4.3.3 含氧官能团吸收峰 |
| 4.4 阻化煤样官能团的变化规律 |
| 4.4.1 阻化煤样羟基(-OH)变化规律 |
| 4.4.2 阻化煤样脂肪烃(-CH_3、-CH_2-)变化规律 |
| 4.4.3 阻化煤样含氧官能团(C=O、C-O、-COO-)变化规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 物理模拟灭火实验 |
| 5.1 实验装置 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 对比实验分析 |
| 5.3.2 灭火效果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）采空区煤自燃预警技术及应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的问题与不足 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 研究方法和技术路线 |
| 2 工作面气体浓度统计学特征分析 |
| 2.1 工作面气体多时间尺度演化特征 |
| 2.2 基于核密度的采空区煤自燃“三带”划分 |
| 2.3 基于小波变换与ARIMA模型气体浓度预测 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 标志气体浓度与煤温的数学模型研究 |
| 3.1 煤自然发火指标气体测试 |
| 3.2 变质程度对标志气体的影响 |
| 3.3 标志气体浓度与煤温的数学模型 |
| 3.4 气体特征温度及拟合参数的统计学规律 |
| 3.5 煤氧反应热动力学参数阶段特征 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 煤自燃预警体系的建立及其响应对策 |
| 4.1 单一指标气体预警体系 |
| 4.2 复合指标气体预警体系 |
| 4.3 不同危险等级的响应对策 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 多孔介质温度演化特征实验研究 |
| 5.1 多孔介质非稳态传热模型 |
| 5.2 实验设备、方法及过程 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.4 热源位置判断探究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 煤自燃综合在线监测与智能预警系统的研发与应用 |
| 6.1 功能架构及运行环境 |
| 6.2 软件界面及操作 |
| 6.3 现场应用 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）煤自燃过程中孔隙演化机制及其对多元气体吸附特性的影响（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究综述 |
| 1.3 存在问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 研究方法及技术路线 |
| 1.6 研究进展及重要成果 |
| 2基于核磁共振技术的煤自燃过程中孔隙演化实验 |
| 2.1 煤自燃模拟实验系统搭建 |
| 2.2 核磁共振测试煤体孔隙技术及原理 |
| 2.3 煤自燃过程中孔隙演化测试 |
| 2.4 煤自燃过程中不同尺度及功能孔隙的演化规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 孔隙演化的内在机制及其对煤体结构强度的影响 |
| 3.1 煤质工业分析参数测试技术 |
| 3.2 孔隙演化过程中煤工业分析组分动态演变规律 |
| 3.3 孔隙发育对煤体结构强度的影响规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 孔隙演化的影响因素及其作用机制 |
| 4.1 煤样制备与实验方法 |
| 4.2 氧化温度对煤体孔隙度演变的影响 |
| 4.3 O_2浓度对煤体孔隙度演变的影响 |
| 4.4 CH_4浓度对煤体孔隙度演变的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 煤自燃过程中自由基演变规律及影响因素 |
| 5.1 煤中自由基来源及检测技术 |
| 5.2 煤自燃过程中自由基演化测试 |
| 5.3 不同氧化参量对煤自燃过程N_G演变的影响机制 |
| 5.4 遗煤粒径对煤自燃过程N_G演变的影响机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 孔隙发育对多元气体竞争吸附特性演变的影响机制 |
| 6.1 煤体吸附多元气体理论分析 |
| 6.2 煤低温氧化过程中CH4吸附特性的演变规律 |
| 6.3 孔隙演化对煤二次氧化初期多元气体竞争吸附特性的影响规律 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论、创新点及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）粉煤灰膏体充填防灭火技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 防灭火材料的研究现状 |
| 1.2.2 膏体充填技术研究现状 |
| 1.2.3 膏体充填技术的充填参数研究现状 |
| 1.2.4 现阶段膏体研究存在的问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 粉煤灰膏体材料的配比研究 |
| 2.1 膏体骨料选取 |
| 2.1.1 毛乌素沙地-内蒙古鄂尔多斯地区的沙土 |
| 2.1.2 粉煤灰 |
| 2.2 复合膏体剂选择与成膏机理 |
| 2.2.1 复合膏体剂选择 |
| 2.2.2 成膏机理 |
| 2.3 粉煤灰膏体充填材料最优配比研究 |
| 2.3.1 实验方案 |
| 2.3.2 粉煤灰膏体防灭火材料强度测试 |
| 2.3.3 粉煤灰膏体充填材料强度分析及最优配比确定 |
| 2.4 结论 |
| 3 粉煤灰膏体防灭火材料的流变特性研究 |
| 3.1 粉煤灰膏体塌落度 |
| 3.1.1 粉煤灰膏体塌落度力学分析及测定 |
| 3.1.2 结果与分析 |
| 3.2 扩展度 |
| 3.2.1 扩展度测试 |
| 3.2.2 结果与分析 |
| 3.3 粘度 |
| 3.3.1 粘度测试原理及步骤 |
| 3.3.2 结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 粉煤灰膏体材料的防灭火特性及沉降规律研究 |
| 4.1 粉煤灰膏体防灭火材料的热稳定性 |
| 4.1.1 浆料制备及热稳定性测试 |
| 4.1.2 保水性能结果分析 |
| 4.2 粉煤灰膏体的封堵性能研究 |
| 4.2.1 实验装置及方案 |
| 4.2.2 实验结果及分析 |
| 4.3 粉煤灰膏体防灭火材料的泌水率 |
| 4.3.1 实验过程 |
| 4.3.2 结果分析 |
| 4.4 充填膏体沉降规律分析 |
| 4.4.1 相似实验台构建 |
| 4.4.2 膏体流动强度变化特征 |
| 4.5 小结 |
| 5 输送管道影响因素及阻力损失数值模拟 |
| 5.1 管道阻力损失 |
| 5.1.1 模拟工程概况 |
| 5.1.2 管道阻力损失影响因素 |
| 5.1.3 临界流速求解 |
| 5.2 料浆输送数值模拟 |
| 5.2.1 模拟软件介绍 |
| 5.2.2 料浆参数及输送物理模型 |
| 5.2.3 网格划分及边界条件 |
| 5.2.4 求解设置 |
| 5.3 管道阻力模拟结果及分析 |
| 5.3.1 管道阻力损失结果及分析 |
| 5.3.2 管道阻力损失多元线性回归 |
| 5.4 管道模型流速变化结果及分析 |
| 5.4.1 管道模型流速变化结果及分析 |
| 5.4.2 管道模型出口流速变化结果及分析 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）钻孔堵漏型高分子发泡密封材料研制及应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 煤体裂隙演化及失稳破坏研究现状 |
| 1.2.1 煤体裂隙演化理论 |
| 1.2.2 裂隙对煤岩失稳破坏影响机制 |
| 1.2.3 裂隙充填物对煤体影响机理 |
| 1.3 注浆堵漏材料研究现状及分析 |
| 1.3.1 无机堵漏材料 |
| 1.3.2 有机堵漏材料 |
| 1.4 存在的主要问题 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究目标 |
| 1.5.3 研究方案及技术路线 |
| 2 钻孔动态失稳漏气及注浆密封机理研究 |
| 2.1 钻孔失稳漏气机理分析 |
| 2.1.1 钻孔周围煤体力学模型 |
| 2.1.2 煤体应力应变分析 |
| 2.1.3 钻孔漏气量动态演化模型 |
| 2.1.4 钻孔漏气机理数值模拟 |
| 2.2 煤体渗透注浆机理 |
| 2.2.1 牛顿流体注浆扩展模型 |
| 2.2.2 宾汉流体注浆扩展模型 |
| 2.2.3 煤体注浆数值模拟研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 高分子发泡密封材料制备 |
| 3.1 材料制备方法及原理 |
| 3.1.1 材料固化机理 |
| 3.1.2 材料发泡机理 |
| 3.2 材料性能指标和测试方法 |
| 3.3 高分子发泡密封材料影响因素分析 |
| 3.3.1 料水比对材料性能的影响 |
| 3.3.2 苯酚聚合物对材料性能的影响 |
| 3.3.3 增韧剂对材料性能的影响 |
| 3.3.4 发泡剂对材料性能的影响 |
| 3.3.5 稳泡剂对材料性能的影响 |
| 3.3.6 交联剂对材料性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 高分子发泡密封材料配比体系优化及亲煤性研究 |
| 4.1 高分子发泡密封材料配比优化 |
| 4.1.1 正交试验设计 |
| 4.1.2 正交试验结果分析 |
| 4.1.3 材料配比方案优选 |
| 4.2 高分子发泡密封材料亲煤性研究 |
| 4.2.1 液滴铺展机理分析 |
| 4.2.2 界面孔隙形成机理分析 |
| 4.2.3 堵漏材料亲煤性改性研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 钻孔注浆堵漏模拟试验 |
| 5.1 实验方案 |
| 5.1.1 材料选型 |
| 5.1.2 实验装置 |
| 5.1.3 实验方法 |
| 5.2 固结体宏观形貌对比 |
| 5.3 固结体核磁共振实验 |
| 5.3.1 低场核磁共振实验原理及应用 |
| 5.3.2 低场核磁共振实验结果分析 |
| 5.3.3 固结体孔隙分维特征分析 |
| 5.3.4 基于NMR实验的不同材料堵漏效果分析 |
| 5.4 固结体三轴蠕变-渗流实验 |
| 5.4.1 实验方案 |
| 5.4.2 常规三轴路径下固结体渗流实验 |
| 5.4.3 固结体蠕变-渗流实验 |
| 5.4.4 固结体非线性黏-弹-塑性蠕变模型 |
| 5.5 固结体宏观力学实验 |
| 5.5.1 注浆加固强度分析 |
| 5.5.2 固结体应力—应变曲线分析 |
| 5.5.3 固结体破裂特征分析 |
| 5.6 煤体注浆加固机理分析 |
| 5.6.1 结构面强度理论分析 |
| 5.6.2 原煤结构面直剪实验 |
| 5.6.3 变形协调分析 |
| 5.7 浆-煤界面模型分析 |
| 5.7.1 红外光谱分析 |
| 5.7.2 浆-煤界面微观分析 |
| 5.7.3 浆-煤界面模型划分 |
| 5.8 高分子发泡密封材料堵漏煤体作用机理讨论 |
| 5.9 本章小结 |
| 6 钻孔堵漏工程试验 |
| 6.1 工程背景 |
| 6.1.1 矿井概况 |
| 6.1.2 12507 运输巷试验地点概况 |
| 6.1.3 18402 运输巷试验地点概况 |
| 6.2 工程试验方案 |
| 6.2.1 12507 运输巷试验方案 |
| 6.2.2 18402 运输巷试验方案 |
| 6.3 钻孔堵漏试验方法 |
| 6.4 工程试验结果及分析 |
| 6.4.1 12507 运输巷钻孔堵漏试验结果及分析 |
| 6.4.2 18402 运输巷试验结果钻孔堵漏试验结果及分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 研究结论及建议 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）下分层工作面煤自燃探测与预报技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤自燃探测研究现状 |
| 1.2.2 工作面漏风检测研究现状 |
| 1.2.3 煤自燃预报研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 2 煤自燃特性 |
| 2.1 煤的常温吸氧特性 |
| 2.1.1 煤样的工业分析 |
| 2.1.2 煤层自燃等级鉴定 |
| 2.2 煤的程序升温氧化特性 |
| 2.2.1 实验煤样及其采集 |
| 2.2.2 实验装置及条件 |
| 2.2.3 指标气体优选结果 |
| 2.3 小结 |
| 3 下分层工作面漏风探测 |
| 3.1 工作面能位分布测试 |
| 3.1.1 试验工作面概况 |
| 3.1.2 测点布置 |
| 3.1.3 测试结果及分析 |
| 3.2 顶板漏风测试 |
| 3.2.1 示踪气体的选择 |
| 3.2.2 示踪气体分析仪器及操作条件 |
| 3.2.3 漏风风速测试 |
| 3.2.4 顶板漏风量分布 |
| 3.3 小结 |
| 4 下分层工作面煤自燃探测 |
| 4.1 煤自燃早期研判 |
| 4.1.1 煤炭自燃早期辨识 |
| 4.1.2 自燃过程中早期煤温判断 |
| 4.2 煤自燃监测 |
| 4.2.1 观测点布置 |
| 4.2.2 观测结果及分析 |
| 4.3 巷道高温点探测 |
| 4.3.1 红外探测机理及探测仪器 |
| 4.3.2 煤巷壁面高温探测 |
| 4.3.3 巷道风流温度分布 |
| 4.4 小结 |
| 5 防灭火综合技术措施 |
| 5.1 加强火灾早期预报 |
| 5.2 开采技术防灭火 |
| 5.3 喷注材料防灭火 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（7）成庄矿3#和15#煤矸石氧化特性及堆放参数研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 项目背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤矸石自燃发火机理研究现状 |
| 1.2.2 矸石山自燃发火数学模型研究现状 |
| 1.2.3 煤矸石防治技术研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和方法及实验方案 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 煤矸石氧化自燃理论 |
| 2.1 煤矸石的化学物理性质 |
| 2.1.1 煤矸石的化学成分 |
| 2.1.2 煤矸石的主要来源 |
| 2.1.3 煤矸石的燃烧特性 |
| 2.2 煤矸石自燃的机理 |
| 2.2.1 煤矸石山自燃的过程 |
| 2.2.2 煤矸石自燃的条件 |
| 2.3 煤矸石自燃的影响因素 |
| 2.3.1 影响煤矸石自燃的内在因素 |
| 2.3.2 影响煤矸石自燃的外在因素 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 成庄矿煤矸石自燃特性实验研究 |
| 3.1 实验样品的取样和制备 |
| 3.2 工业性分析及元素分析 |
| 3.2.1 水分的测定 |
| 3.2.2 灰分的测定 |
| 3.2.3 各种形态硫的测定 |
| 3.2.5 元素分析 |
| 3.3 煤矸石淋溶实验 |
| 3.3.1 淋溶试验过程 |
| 3.3.2 淋溶试验 |
| 3.3.3 淋溶试验结果分析 |
| 3.4 煤矸石升温氧化实验 |
| 3.5 煤矸石热重分析实验 |
| 3.6 煤矸石氧化自燃特性研究 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 成庄矿煤矸石堆放试验和堆放参数研究 |
| 4.1 成庄矿煤矸石堆放原理与参数 |
| 4.1.1 试验原理与准则 |
| 4.1.2 试验参数 |
| 4.2 煤矸石堆放技术及试验方案 |
| 4.2.1 A号煤矸石堆放方案 |
| 4.2.2 B号煤矸石堆放方案 |
| 4.2.3 C号煤矸石堆放方案 |
| 4.2.4 D号煤矸石堆放方案 |
| 4.2.5 E号煤矸石堆放方案 |
| 4.3 成庄矿煤矸石现场堆放及数据监测 |
| 4.3.1 煤矸石堆数据监测 |
| 4.4 煤矸石堆放试验结果与分析 |
| 4.4.1 煤矸石堆温度变化规律 |
| 4.4.2 煤矸石氧化气相产物生成规律 |
| 4.5 成庄矿合理的矸石堆积参数研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 煤矸石山堆放效果及堆放参数的优化 |
| 5.1 有限元分析软件ABAQUS |
| 5.2 煤矸石自燃过程的有限元模拟 |
| 5.2.1 有限元网格划分 |
| 5.2.2 定义材料属性 |
| 5.2.3 施加初始条件和边界条件 |
| 5.2.4 时间步长的确定和求解计算 |
| 5.3 矸石堆氧化升温模拟结果及分析 |
| 5.3.1 矸石堆氧化升温模拟方法 |
| 5.3.2 矸石堆氧化升温模拟结果 |
| 5.3.3 矸石堆氧化升温模拟结果分析 |
| 5.4 矸石堆堆积参数优化 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间主要科研成果 |
（8）低阶煤自然发火实验及特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤的自燃机理研究现状 |
| 1.2.2 煤的自燃倾向性研究方法现状 |
| 1.2.3 煤自燃过程实验模拟现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 关键问题解决思路及技术路线 |
| 2 煤自燃过程理论分析 |
| 2.1 煤自燃过程概述 |
| 2.2 煤自燃特征温度 |
| 2.3 煤自燃过程氧化动力学特性 |
| 3 煤自燃倾向性实验研究 |
| 3.1 实验装置 |
| 3.1.1 大型煤自然发火实验系统介绍 |
| 3.1.2 控制系统 |
| 3.1.3 监测系统 |
| 3.2 实验过程及停止实验条件 |
| 3.2.1 实验煤样 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.2.3 实验停止条件 |
| 3.3 实验测定结果 |
| 3.3.1 25cm网筐实验数据分析 |
| 3.3.2 50cm网筐实验数据分析 |
| 3.3.3 100cm网筐实验数据分析 |
| 3.4 实验结果分析总结 |
| 4 不同实验条件下煤自燃特征参数的变化规律 |
| 4.1 实验装置 |
| 4.1.1 恒温箱结构介绍 |
| 4.1.2 破碎及筛选设备 |
| 4.1.3 装煤网筐 |
| 4.1.4 监测设备 |
| 4.2 实验过程及停止实验条件 |
| 4.3 不同品级煤自燃倾向性变化实验研究 |
| 4.3.1 实验煤样 |
| 4.3.2 实验测定结果 |
| 4.3.3 利用活化能求不同品级煤的自燃倾向性 |
| 4.4 不同粒径实验条件下对煤自燃的影响 |
| 4.4.1 实验测定结果 |
| 4.4.2 实验结果分析与总结 |
| 4.5 不同尺寸实验条件下对煤自燃的影响 |
| 4.5.1 实验煤样 |
| 4.5.2 实验测定结果 |
| 4.5.3 实验结果分析总结 |
| 4.6 水分对煤自燃的影响 |
| 4.6.1 干燥温度的选择 |
| 4.6.2 实验测定结果 |
| 4.6.3 实验结果分析总结 |
| 4.7 小结 |
| 5 基于Fluent数值模拟分析 |
| 5.1 Fluent简介 |
| 5.2 煤自燃过程数学模型的建立 |
| 5.3 煤自燃过程的模拟 |
| 5.3.1 数学模型及参数设置 |
| 5.3.2 温度场的模拟 |
| 5.3.3 风流流场的模拟 |
| 5.3.4 氧气浓度场的模拟 |
| 5.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）采空区自然发火相似模拟实验平台相关参数研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 图清单 |
| 表清单 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法及技术路线 |
| 2 采空区煤自然发火相似模拟理论 |
| 2.1 采空区煤自燃相关理论 |
| 2.2 相似理论 |
| 2.3 相似定理 |
| 2.4 综放工作面相似准则 |
| 2.5 采空区自然发火模型相似参数确定 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 综放工作面概况及相似参数确定 |
| 3.1 20103 综放工作面概况 |
| 3.2 相似参数设计 |
| 4 工作面相关参数的理论分析 |
| 4.1 采空区冒落带形成及计算 |
| 4.2 采空区高温热源 |
| 4.3 综放工作面通风系统 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 相似模拟实验平台的研制 |
| 5.1 实验平台功能 |
| 5.2 实验箱体设计 |
| 5.3 温度控制系统 |
| 5.4 通风控制系统 |
| 5.5 数据监测系统 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 全文总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）煤矿开采引起的采空区瓦斯与煤自燃共生灾害研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 详细摘要 |
| Detailed Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究方法与研究内容 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 2 采空区的流场特征及自燃与瓦斯的特点 |
| 2.1 孔隙率和渗透率对采空区流场的影响 |
| 2.1.1 采空区垮落岩层对孔隙率和渗透率的影响 |
| 2.1.2 采空区孔隙率和渗透率对自燃和瓦斯流动的影响 |
| 2.2 渗透率的影响因素 |
| 2.2.1 煤岩渗透率的应力应变 |
| 2.2.2 克林肯伯格（Klinkenberg）效应 |
| 2.2.3 瓦斯压力对渗透率的影响 |
| 2.2.4 吸附作用对渗透率的影响 |
| 2.2.5 孔隙率与渗透率的计算 |
| 2.3 采空区内的遗煤自燃 |
| 2.4 采空区内瓦斯的涌出及分布 |
| 2.4.1 地质构造处的瓦斯涌出 |
| 2.4.2 瓦斯涌出的预测 |
| 2.4.3 瓦斯爆炸的形式及防治措施 |
| 2.4.4 煤层深度对瓦斯压力的影响 |
| 2.4.5 采空区瓦斯来源 |
| 2.5 不同巷道布置对自燃和瓦斯影响的差异性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 采空区瓦斯与自燃共生灾害的耦合研究 |
| 3.1 采空区煤自燃对瓦斯的影响 |
| 3.1.1 自燃释放的热量对瓦斯涌出和运移的影响 |
| 3.1.2 自燃产生的气体对瓦斯爆炸的影响 |
| 3.2 采空区瓦斯涌出对自燃的影响 |
| 3.3 瓦斯抽采措施对自燃的影响 |
| 3.3.1 瓦斯抽放方法与措施 |
| 3.3.2 防止自燃的瓦斯抽放最佳点 |
| 3.3.3 瓦斯抽放对采空区漏入风量的影响 |
| 3.4 基于物质导数的瓦斯与自燃共生灾害耦合研究 |
| 3.4.1 基于物质导数的共生灾害研究 |
| 3.4.2 瓦斯与自燃流场的相互影响 |
| 3.4.3 自燃引发瓦斯爆炸的过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 共生灾害的实验室相似模拟与数值模拟研究 |
| 4.1 受温度影响的自燃与瓦斯共生灾害的实验室相似模拟研究 |
| 4.2 实验过程及数据处理分析 |
| 4.3 共生灾害的数值模拟研究 |
| 4.3.1 Fluent 软件的原理与应用 |
| 4.3.2 数值模拟模型的建立 |
| 4.4 模拟结果及数据分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 通风系统研究 |
| 5.1 采空区内的风流方式 |
| 5.1.1 通风管理因素 |
| 5.1.2 采空区的布置和通风系统 |
| 5.1.3 采空区内的风流方式 |
| 5.2 Bleeder 系统的设计 |
| 5.2.1 Bleeder 系统的两种基本设计分类 |
| 5.2.2 Bleeder 系统的影响因素 |
| 5.3 Bleeder 系统的评估 |
| 5.4 通风方案及应用效果 |
| 5.5 采空区渗透率对通风系统的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及攻读期成果 |
四、矿井煤层自然发火的自燃临界性条件（论文参考文献）
- [1]二茂铁—钾盐超细颗粒气溶胶防治采空区无烟煤自燃灾害实验研究[D]. 胡世花. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]采空区煤自燃预警技术及应用研究[D]. 郭庆. 中国矿业大学, 2021(02)
- [3]煤自燃过程中孔隙演化机制及其对多元气体吸附特性的影响[D]. 汤宗情. 中国矿业大学, 2020
- [4]粉煤灰膏体充填防灭火技术研究[D]. 张天赐. 西安科技大学, 2019(01)
- [5]钻孔堵漏型高分子发泡密封材料研制及应用研究[D]. 张钧祥. 河南理工大学, 2019(07)
- [6]下分层工作面煤自燃探测与预报技术研究[D]. 张超. 安徽理工大学, 2017(10)
- [7]成庄矿3#和15#煤矸石氧化特性及堆放参数研究[D]. 邢纪伟. 太原理工大学, 2016(08)
- [8]低阶煤自然发火实验及特性研究[D]. 王琢. 辽宁工程技术大学, 2016(03)
- [9]采空区自然发火相似模拟实验平台相关参数研究[D]. 高亮. 华北科技学院, 2015(12)
- [10]煤矿开采引起的采空区瓦斯与煤自燃共生灾害研究[D]. 高洋. 中国矿业大学（北京）, 2014(11)