一、采空区遗煤自燃带确定及风流场数值模拟（论文文献综述）
刘丽[1]（2021）在《采空区煤自燃氧化升温高温点迁移规律研究》文中研究说明由于煤炭开采范围的扩大及开采工艺的转变,采空区成为煤自燃灾害的主要易发地。实际采空区的发火现场极具复杂性与动态危险性,其自燃高温点不易监测,难以判定,致使有效防控煤自燃难度加剧。因此,本文通过煤自然发火实验研究高温点的迁移规律;基于传热学理论,采用COMSOL Multiphysics软件模拟自然发火实验,并与实验结果进行对比分析;继而,根据采空区多场耦合理论控制方程及煤自燃过程中各物理场在工作面动态推进下的变化,考虑工作面在不同的供风量、推进速度等影响因素下,展开了采空区煤自燃氧化升温数值模拟研究,分析了采空区自燃过程中氧浓度场、温度场及流场的演化机制,研究成果对现场的采空区自燃防治工作具有重要的指导意义。利用煤自然发火实验系统,对大佛寺煤样的自然发火全过程进行实验测试,跟踪测定整个发火过程中温度及指标气体的变化规律,实验结果表明,炉内的高温点一直处于中心轴附近,且不断地向进风口迁移;继而根据传热学的理论,利用COMSOL Multiphysics软件建立煤自然发火实验系统温度场数值模型,分析不同氧体积分数与漏风强度条件下,煤自然发火高温点的迁移规律,最后通过对比模拟与实验中高温点的迁移规律,为采空区高温点的迁移规律奠定了较好的理论基础。基于采空区多场耦合理论控制方程及其自燃的动态演化过程,采用变形几何的方法,建立煤自燃采空区动态演化模型,模拟了大佛寺40106工作面在不同工况条件下（不同推进速度及不同供风量）氧浓度、温度场的分布。随着工作面推进速度的增加,采空区氧浓度场分布规律趋于稳定,而采空区的高温点随推进速度的增加逐渐降低,高温区域也存在一定的拖尾现象。此外,在一定的定量条件下,采空区的温度变化与供风量成正相关,当供风量越大时,采空区的高温点越大,就越往采空区的深部窒息带延伸。最后深入分析采空区高温区域与氧化带宽度的动态叠加效应,并与现场实测数据进行对比验证,研究结果对采空区煤自燃防治工作具有重要指导意义。
张东鹏[2]（2021）在《漳村矿Y型综放面瓦斯与煤自燃复合灾害综合治理技术研究》文中提出单一厚煤层高瓦斯矿井中,采空区瓦斯抽采与煤自燃相互影响、相互制约。近年来,“Y+高抽巷”通风系统以其优异的瓦斯治理效果被各大矿井所采用。Y型通风不仅能够有效消除U型通风带来的上隅角瓦斯积聚问题,减少了工作面瓦斯涌出,而且能够显着降低回风流瓦斯浓度。但“Y+高抽巷”型通风使得采空区的漏风规律更为复杂,同时放顶煤开采在采空区遗留大量浮煤,对于高瓦斯自燃（特别是易自燃）煤层来说,则可能发生遗煤自燃诱发瓦斯爆炸事故。因此,开展有关“Y+高抽巷”联合布置系统工作面采空区气体浓度分布规律研究,具有非常重要的意义。本文结合漳村煤矿2603综放面“Y+高抽巷”通风与瓦斯治理现状,以瓦斯与煤自燃复合灾害理论为基础,结合数值模拟方法与现场实测,开展工作面采空区各种气体浓度分布规律的研究,确定瓦斯与煤自燃复合灾害的危险区域,并模拟优化2603工作面的最佳供风量范围、高抽巷的最佳位置及最佳瓦斯抽采参数。结果表明:（1）通过3#煤的低温氧化程序升温实验和自由基特性实验,确定了3#煤氧化升温过程中的氧化特征参数及其标志性气体;发现煤中活性基团（自由基）的浓度随温度的增加呈现出逐渐增大的趋势,其中130℃是3#自由基浓度变化的临界温度点,可作为采空区遗煤氧化监测的关键温度。（2）通过数值模拟方法,开展不同主辅进风巷供风量、高抽巷不同位置及不同抽采负压对采空区CH4与O2浓度分布影响,以及对瓦斯与煤自燃复合灾害危险区域分布的影响。优化确定2603工作面总供风量为4000m3/min、高抽巷的水平层位内错距L=15m、垂直距离H=21m较好,高抽巷合理抽采负压Pex=15KPa。（3）通过在2603工作面主进风巷、沿空留巷布置束管监测系统,对关键技术参数优化结果进行检验,进一步验证了“Y+高抽巷”通风方式下数值模拟结果中的最佳供风量、最佳高抽巷位置与瓦斯抽采参数范围的科学性和安全可靠性。本文包括图共计51幅,表格18个,参考文献85篇。
张子静[3]（2021）在《不同通风方式采空区模拟煤氧化升温过程的红外可视化研究》文中指出通过统计2010年-2020年全国煤矿事故情况,矿井火灾的平均每次事故中死亡人数在煤矿各类事故类别里居于首位,未来随着采深增加,矿井中的自燃问题也将更加棘手。鉴于矿井火灾的事故后果严重性,采空区作为煤矿最常见的发火地点,研究采空区的遗煤自燃规律,有利于为采空区的防火灭火措施的制定提供指导,是提高矿井安全性的顺时应势之举。目前采空区现场的监测手段和方法仍未得到本质的突破性的发展,采空区现场参数的获取实属不易,因此本文通过搭建相似模拟实验平台进行采空区遗煤氧化升温过程的模拟,实现对采空区自燃危险性的区域规律的研究,该论文基于采空区的空间特征和漏风特性,在相似理论的指导下完成了几何相似比为1:300的实验室采空区模型的搭建,并证明了在工作面风流速度大于0.759m/s时该采空区模型与实际采空区流场相似。该模拟采空区遗煤氧化升温过程的实验模型,包括采空区模型箱体,相似材料填充系统,通风系统,温度监测系统四大组成部分,并对搭建的采空区模型主体与遗煤的相似材料氧化钙进行了相似性论证,证明模型试验所得的相关实验规律在采空区原型中有效适用。按照实验方案完成“U”型、“W”型、“Z”型三种通风方式下0.8m/s,1.0m/s,1.2m/s三种不同的工作面风速下的温度场模拟实验,用红外热像仪记录实验过程中采空区模型中氧化钙的表面温度分布状态,通过Samrt View软件与Image-Pro Plus软件结合完成对红外图像的规律分析,结果表明在“U”型与“W”通风方式下,采空区的工作面风速的增加对采空区内遗煤的自燃危险性的影响是既有利也有弊的,一方面靠近工作面的区域煤自燃危险性降低,另一方面,采空区深部的区域自燃危险性提高。在“Z”型通风方式下,增强采空区的工作面风速,靠近通风口的低温区域面积小幅增大,高温段区域面积占比大幅下降,即在“Z”型通风方式下供风量增大,工作面风速的增加有利于降低采空区的自燃危险性。不同通风方式下温升区域形态不同,“U”型通风方式下温升区域呈现“月牙”形态,“W”型通风方式下温升区域呈现近乎对称的“双月牙”形态,“Z”型通风方式下温升区域分布于远离进风口与出风口两个区域。
王芳[4]（2020）在《深部采空区环境高温对遗煤自燃过程的影响模拟研究》文中研究说明随着煤矿开采深度逐渐增加,煤层温度和采空区围岩温度升高,较高的煤岩温度对采空区遗煤的氧化放热产生影响,增加了遗煤自燃的危险性,氧化升温过程相对普通深度遗煤将有所不同,氧气浓度场以及温度场会有较大差异。因此针对深部开采带来的环境高温问题展开研究,以高温矿井孟村煤矿为研究对象,模拟深部采空区环境高温下遗煤氧化升温的情况,研究不同煤岩温度对遗煤自燃过程的影响。采空区内的温度随着遗煤氧化放热而升高,这一升温过程与时间密切相关,因此采用FLUENT的非稳态模型对工作面动态推进情况下的采空区遗煤氧化升温过程进行模拟。由于孟村煤矿局部原岩温度达到33℃,而我国部分地区煤矿的岩温已达到40℃以上,因此对初始煤温为23℃、33℃和43℃等情况下的温升过程进行研究,分析煤岩温度对采空区遗煤自燃过程的影响。研究得到:采空区内高温点分布在沿走向方向距工作面70米到85米的范围内,高温点温度的上升速度经历先增大后减小的过程;随着初始煤温的升高,采空区遗煤氧化升温所达到的温度逐渐升高,同时初始煤温越高,温度升高幅度越大,模拟45天后初始煤温23℃和33℃的高温点温度分别为46.2℃和70.2℃;随着初始煤温的升高,采空区内高温点位置逐渐接近氧化升温带,初始煤温33℃时的距离相较23℃时缩短了 6米,增加了煤自燃发生的概率;较高的初始煤温大大缩短了遗煤氧化升温所用的时间,初始煤温为33℃时,温度升高到43℃所用时间为3.4天,再从43℃升温到53℃用时6.4天,当初始煤温为43℃时,温度升高到53℃所用时间为3.2天,升温时间相较于初始煤温33℃情况下的6.4天缩短了 50%,明显加快了遗煤发生自燃的进程。研究结果为孟村矿401101工作面的煤火灾害防控提供一定的理论依据。
张正开[5]（2020）在《采空区漏风携热对高温采煤工作面热环境的影响》文中指出采煤工作面热害是深部矿井普遍存在的问题,严重威胁到作业人员的健康和安全。为解决工作面热害问题,在采取工程降温前,首先要确定采煤工作面热源,为热害治理提供合理的降温依据。在考虑采煤工作面众多热源时,采空区漏风散热是不可忽视的重要热源。采空区漏风会将采空区高温热带入采煤工作面,加剧工作面热害。一方面,采空区漏入的风与高温煤岩进行热交换,风温随之升高并回流到采煤工作面;另一方面,采空区漏风促使遗煤氧化,甚至导致煤自燃,从而放出大量热,这些热也有可能会被漏风带回到工作面。根据采空区孔隙率分布及演化特征,以及采空区煤自燃放热规律,建立了采面动态推进下的采空区煤自燃温度场模型。以孟村矿401 101工作面和采空区为研究对象,研究采面不同推进速度下采空区遗煤低温氧化放热对采面热环境的影响;模拟采空区煤自燃达到较高温度时,采面风温变化规律;研究采空区岩温对工作面热环境影响;结合采空区热风对采煤工作面热环境的影响研究,对采面风温现状进行模拟,并对采面不同进风温度下采面热环境改善情况预测。结果表明:正常推进速度下,采空区煤氧化放热对采面风温影响较小,采面以2.4 m/d推进时,工作面平均温度仅上升0.3℃,回风隅角处温度升高0.6℃;采空区发生自燃（达到70℃）时,回风隅角风温比不受煤自燃影响时高近1℃,采空区煤自燃进入快速反应期后,采面风温开始加速升高,风温升高超过了1℃;采空区煤岩温度对采空区漏风涌出热影响较大,采空区煤岩温度为29℃和37℃时,回风隅角风温相差2℃,煤岩温度每升高1℃,回风隅角处温度随之升高近0.2℃;孟村矿401101采面的采空区涌出热占采面热源热量的约21%;该采面进风温度为24℃时,工作面平均温度能降低至25.5℃,能有效改善工作面热害问题,依据预测结果和采面实际情况,选取采面移动风冷降温方案。此研究可为高温采煤工作面工程降温提供依据,对改善工作面热环境、保障煤矿安全高效生产有重要意义。
刘健[6]（2020）在《新维煤矿近距离煤层群开采自然发火防治技术研究与应用》文中研究表明矿井火灾事故是威胁煤矿企业安全生产的因素之一。统计数据表明,我国有一半以上的煤矿受到火灾事故的威胁。矿井火灾事故每年都会烧掉大量的煤炭,造成资源损毁和财产破坏,此外煤自燃产生的有毒气体还会危害井下工人的安全。当开采近距离煤层群时,上下采空区受到开采的扰动会产生较多的漏风通道。同时有大量遗煤留存在采空区,加大了煤自然发火的危险性。本文以川南矿区新维煤矿的7号、8号煤层为对象展开研究。采用了理论分析、实验研究、数值模拟、现场应用等方法相结合的手段。主要取得的成果如下:根据现场资料评估了新维煤矿近距离煤层的自然发火风险;通过煤的自燃倾向性鉴定试验判断出7号、8号煤层均为Ⅱ类自燃煤层,含硫量较高。利用程序升温实验平台模拟了煤自燃氧化过程,筛选出了CO和C2H6的预测预报煤自然发火的指标性气体。得到了最小遗煤厚度,下限氧气浓度,上限漏风强度的采空区遗煤自燃极限参数。利用Fluent软件建立采空区的物理模型,做了数值模拟研究。模拟出了近距离煤层采空区漏风参数以及气体组分的运移规律,判定了自燃三带分布。当工作面供风量为920m3/min时,氧化自燃带处于距工作面25m-85m的区域。设计了采空区自燃三带的测定方案,实测了采空区自燃三带的分布区域。数值模拟结果与实测数据相吻合,进一步确定采空区容易发生自燃火灾的区域。根据新维煤矿的开采情况和现有的技术条件设计了上覆煤层注浆和采空区压注二氧化碳的综合防灭火技术方案,根据自然发火的危险区域确定了注二氧化碳量为1550m3/h并成功消除火源。该论文有图30幅,表19个,参考文献64篇。
陈慧妍[7]（2020）在《采空区煤自燃进程演化可视化模拟实验研究》文中进行了进一步梳理采空区煤炭自然发火是矿井煤炭开采过程中经常发生的灾害之一,不仅严重威胁井下工作人员的生命安全,同时也造成了严重的资源浪费和财产损失。对煤自燃的发生发展过程的研究对于矿井火灾的防范有着关键作用。煤自燃的发展过程是多个物理化学作用同时进行的结果,煤自身的结构和组成成分极为复杂且非均质,不能从化学角度上准确描述其分子构成,也很难从理论上推演出自燃的发生发展过程。目前国内外对采空区温度分布变化的研究大多为数值模拟或建立模拟实验装置进行研究。鉴于此,本文提出一种实验装置和方法,可以实现在实验室条件下,直观、快速地反映出采空区煤自燃进程的演化,采空区内部温度分布变化情况,以及改变通风强度、通风方式下的变化规律,利用红外热像分析仪实现温度场可视化,为探究采空区自燃危险区域提供良好实验条件。本试验主体主要由采空区等效模型、进风管路、超声震荡波水雾发生器、风机、红外监控系统组成。采空区等效主体为一空心立方体,内部填充高纯度、高活性实验室用氧化钙颗粒。实验原理为:煤的自燃本质上就是煤与氧气反应生热并积聚的过程,试验中将氧化钙与水雾反应生热这一特性模拟采空区遗煤的氧化生热过程,氧化钙与水雾的产热速率大于煤氧反应,从而实现采空区内温度变化的快速反映;不同粒径氧化钙颗粒在采空区等效主体内的填充,模拟采空区内遗煤的堆积;在一定条件下,氧化钙的产热量大于风流带走的热量,氧化钙的温度上升,对温度上升区域进行划分,可指导采空区中自燃危险区域的判定。温度场监测仪器为手持式红外热像仪,实现了采空区内温度变化过程的直观反映。采用稳定的“U”型通风方式,实时观测温度场演化进程,将定时拍摄的红外图像导出分析,结果显示降温区域分布于进风口和回风口附近,且逐步向后推移至稳定不变,进风侧降温区域范围大于回风侧,升温区域呈“羊角型”分布;分析风量对采空区温度分布的影响,结果显示,随着风量增大,降温区域宽度也增大,即升温区域向后推移;在“U+L”型通风方式下重复上述研究,结果显示“U+L”型通风比“U”型通风的升温区域范围大,联络巷附近升温趋势明显。最后,利用Comsol软件建立采空区模型,模拟采空区温度场分布,模拟结果显示,进风侧的降温区域较大,而高温区域距离回风侧工作面更近,进一步验证了实验结果的正确性。该论文有图32幅,表3个,参考文献76篇。
丁鹏翔[8]（2020）在《采空区隐蔽热源的气热场特性研究》文中研究说明采空区是煤自燃多发区域,采空区的复杂性导致采空区煤自燃热源位置较为隐蔽,研究煤自燃导致的采空区气体及温度变化特征是分析判断采空区煤自燃隐蔽热源位置并进行有效防控的基础。本文以龙固煤矿1301工作面采空区为研究对象,应用FLAC3D数值模拟软件,研究了煤层开采过程中覆岩垂直应力和塑性破坏变化规律,获得了采空区走向及倾向上应力分布,开发了采空区空间分布模型;通过程序升温实验与理论推导,建立了采空区遗煤自燃的耗氧速率和CO生成速率数理模型;在上述研究的基础上开发了采空区煤自燃隐蔽热源气热场分布的数值模拟模型,模拟了采空区存在隐蔽热源情况下的气体、温度场变化规律。主要成果如下:（1）使用FLAC3D仿真计算软件,模拟研究了煤层开采过程中上覆岩层垂直应力及塑性破坏动态变化规律;根据煤层开采结束后覆岩塑性破坏特征,得出采空区冒落带高度为15.05m,裂隙带高度为28.3m;基于采空区底板走向及倾向应力变化特征,采用双曲正切函数拟合构建了采空区三维孔隙率、渗透率分布模型;（2）利用程序升温实验开展了煤自燃特性参数研究,通过理论推导及回归分析建立了煤样耗氧速率及CO生成速率与煤温之间的关系,考虑氧气浓度、遗煤粒径、遗煤厚度对煤样氧化程度的影响,对公式进行修正,获取适用于实际采空区的遗煤耗氧速率及CO生成速率公式;（3）综合考虑采空区空间分布特征、遗煤氧化耗氧、遗煤瓦斯涌出等因素,建立了煤自燃隐蔽热源气热场分布的数值模拟模型,使用稳态模拟算法对采空区气体场的分布进行了模拟研究,以氧浓度为标准对采空区自燃三带进行划分:采空区进风侧自燃带宽度为57m,采空区中部自燃带宽度为46.4m,采空区回风侧自燃带宽度为52m;根据自燃三带划分结果,在自燃带内设置多处可能存在的热源点并研究不同位置热源条件下的采空区气热场分布特征;（4）在采空区气体场稳态模拟的基础上,模拟研究了隐蔽热源存在条件下采空区气体和温度场分布特征。结果表明:灾害气体CO的运移扩散主要受通风风压、扩散作用的综合影响;热量在采空区内的传导过程前期同CO扩散过程相似,对流换热为热量传递的主要方式,后期由于破碎煤岩间热传导作用的增强,导致热量传导过程后期与CO运移扩散规律之间存在一定差异。同时,增设采空区隐蔽热源点数量,系统的研究了热源位于不同位置时,采空区可接触边界上（即工作面面长以及采空区进、回风侧壁面）CO及温度分布变化规律,研究成果有助于指导热源位置的分析。该论文有图71幅,表8个,参考文献78篇。
连瑞锋[9]（2020）在《阳煤一矿综放面采空区复合灾害危险性评价及预防措施研究》文中认为随着煤矿开采深度的不断增加,综放工作面回采过程中大量遗煤存在于采空区中,致使综放工作面采空区成为煤自燃灾害的主要频发地点。准确判别与划分采空区复合灾害危险区域以及建立相应采空区复合灾害危险性评价体系对于复合灾害防治具有十分重要的意义。以阳煤一矿81303综放面采空区为研究背景,采用实验室实验、现场观测和数值模拟等研究方法,创建综放工作面采空区复合灾害危险性评价体系,并对81303综放面采空区复合灾害危险性进行了分析与评价。论文主要结论如下:1)使用程序升温炉和电子自旋共振波谱仪,实验得出在干空气条件下煤体自燃氧化过程中的气体产物及其氧化活性变化规律。2)通过采空区埋管取样,利用气相色谱仪分析气样中各组分气体浓度,回归分析得到采空区各测点气体浓度的分布规律,科学划分81303综放面采空区的自燃“三带”和瓦斯爆炸区域及瓦斯与煤自燃的复合灾害区域。3)由于81303综放面采空区与相邻老采空区之间小煤柱仅为8米,老采空区对81303综放面的开采构成了瓦斯与自燃双重威胁,因此,在小煤柱上建立观测系统,分析得出在81303综放面回采过程中老采空区内的气体浓度和温度变化规律。4)基于81303综放面的供风量变化和受采动影响小煤柱渗透率的变化,通过数值模拟,得出小煤柱渗透率对81303综放面采空区瓦斯与煤自燃复合灾害危险性大小影响的演化规律。5)将数量化理论Ⅲ引入到采空区瓦斯与自燃危险性大小的评价中。以采空区遗煤厚度与邻近采空区煤柱厚度为定性评价指标,以采空区复合灾害区域氧气浓度、复合灾害区域瓦斯浓度、漏风量、工作面日平均推进距离、相邻老采空区氧气浓度和相邻老采空区温度为定量指标,建立综放面采空区复合灾害危险性评价模型,并针对阳煤一矿81303综放工作面的采空区及其隔离小煤柱复合灾害危险性状况进行了评价,评价结果符合现场实际,效果良好。6)构建81303工作面采空区瓦斯与煤自燃复合灾害综合防治技术体系,包括遗煤自然防治体系和瓦斯治理措施,其中煤自燃防治体系又分为均压系统优化方案、建立小煤柱与相邻老采空区动态实时检测系统与安全保障措施、加快工作面推进速度和工作面合理配风量;瓦斯治理措施主要有风排瓦斯和无机防灭火材料封堵加固煤柱。通过对相邻小煤柱内部注入无机防灭火材料的效果验证,有效封堵小煤柱内部因采掘活动而产生的原、新生裂隙,抑制了相邻老采空区遗煤自燃,效果良好。该论文有图44幅,表20个,参考文献80篇。
张帆[10]（2019）在《煤自然发火实验及数值模拟研究》文中研究说明煤自燃防治问题的研究,有利于中国西北地区低变质程度煤“绿色”开采利用,实现西北煤炭资源安全高效开采。采空区遗煤自燃集物理化学变化、能量集聚与迁移、流固相互耦合作用造成的,是自加速、火源隐蔽的矿井灾害。煤火防治原理涉及多个学科知识。利用仿真软件对煤自燃过程温度场、气体浓度场模拟可直观了解它们变化规律,为寻找井下遗煤隐蔽火源位置提供依据。以煤自然发火实验为基础,探究松散煤体在低温条件下与氧反应过程中温度、气体变化,结合热物性实验揭示松散煤体传热、导热特点,利用仿真软件将煤自然发火过程展现,来研究煤自燃温度场、气体场变化规律对不同进气量、厚度、煤质煤样热物性实验结果进行对比,分析松散煤体导热系数比热容值规律。得出同一煤样进风量增大时热扩散系数值减小,比热容会增大,而导热系数呈升高趋势但变化幅度不大。煤样变质程度越高,在加热氧化过程中热扩散系数值下降越快,且变化值越大。并根据煤自然发火实验选择模拟参数的函数方程。松散煤体低温氧化放热,是其升温的热源,也是模拟中的热源。利用煤自然发火实验研究整个升温过程气体分布和温度分布的变化规律。结果表明,煤温超过临界温度后高温点移动性较强,仅用发火期十分之一的时间即可移动原来距进风侧距离的三分之一以上;同时发现温度超过85℃后,距离进风侧65cm处温度下降趋势较明显根据煤自然发火实验装置特点,建立实验炉几何模型并划分网格,确定炉内气体流动为层流。基于煤体实际氧浓度值和温度值对耗氧速率、放热强度等参数进行修正,确立了煤自然发火数学模型,研究表明该耦合方法正确可行。通过Fluent仿真模拟,得到炉内温度场、O2浓度场、CO浓度场、CO2浓度场分布规律以及高温条件下模拟实验结果。研究发现,前期实验炉中CO2与CO分布状态相似,煤温较高时与CO分布有所不同,主要表现在CO2浓度分布不及CO集中;实验后期,实验炉内高温点体积占比小,表明采空区遗煤自燃高温点范围小,高温点隐蔽、易移动是矿井防灭火工作的难点。
二、采空区遗煤自燃带确定及风流场数值模拟（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、采空区遗煤自燃带确定及风流场数值模拟（论文提纲范文）
（1）采空区煤自燃氧化升温高温点迁移规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤自燃理论研究现状 |
| 1.2.2 煤自燃过程实验研究现状 |
| 1.2.3 采空区煤自燃数值模拟研究现状 |
| 1.2.4 问题的提出 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 煤自然发火实验研究 |
| 2.1 实验装置与条件 |
| 2.1.1 实验装置 |
| 2.1.2 实验条件 |
| 2.2 煤自燃高温点迁移规律 |
| 2.2.1 煤自燃温度变化规律 |
| 2.2.2 煤自燃升温过程高温点迁移规律 |
| 2.3 指标气体产生规律分析 |
| 2.3.1 炉内指标气体 |
| 2.3.2 气体浓度与比值 |
| 2.3.3 耗氧速率与气体产生速率 |
| 2.3.4 放热强度 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 煤自然发火实验高温点迁移数值模拟研究 |
| 3.1 煤自然发火温度场数学模型 |
| 3.1.1 温度场的传热学理论 |
| 3.1.2 温度场控制方程 |
| 3.1.3 定解条件 |
| 3.2 煤自然发火高温点迁移规律数值分析 |
| 3.2.1 几何模型及网格划分 |
| 3.2.2 定义参数及施加边界条件 |
| 3.2.3 模拟结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 动态采空区煤自燃数值模拟方法构建 |
| 4.1 采空区煤自燃多场耦合控制方程 |
| 4.1.1 基本假设 |
| 4.1.2 采空区渗透率动态演化模拟方程 |
| 4.1.3 气体流动控制方程 |
| 4.1.4 任意气体组分质量守恒方程 |
| 4.1.5 能量守恒方程 |
| 4.1.6 模型耦合关系 |
| 4.2 采空区煤自燃的动态演变过程 |
| 4.2.1 采空区煤自燃多场的动态变化 |
| 4.2.2 采空区煤自燃多场的实现 |
| 4.3 采空区煤自燃物理模型与参数 |
| 4.3.1 采空区工作面概况 |
| 4.3.2 采空区几何模型及边界条件参数设置 |
| 4.3.3 采空区渗流属性分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 动态采空区煤自燃氧化升温数值模拟分析 |
| 5.1 不同推进速度对采空区煤自燃的影响 |
| 5.1.1 不同推进速度下采空区温度场分布特征 |
| 5.1.2 不同推进速度下氧浓度的分布特征 |
| 5.1.3 不同推进速度下采空区自燃“三带”分布 |
| 5.2 不同供风量对采空区煤自燃的影响 |
| 5.2.1 不同供风量下采空区温度场的演变 |
| 5.2.2 不同供风量下采空区氧浓度场的演变 |
| 5.2.3 不同供风量下采空区煤自燃“三带”分布特征 |
| 5.3 现场对比验证与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（2）漳村矿Y型综放面瓦斯与煤自燃复合灾害综合治理技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 2 2603工作面概况及3#煤层自燃氧化特性 |
| 2.1 2603工作面概况 |
| 2.2 采空区上覆岩层“竖三带”分布特征 |
| 2.3 煤自燃倾向性测定 |
| 2.4 煤自燃过程中气体产物特性 |
| 2.5 煤低温氧化过程中自由基变化规律 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于瓦斯与煤自燃复合灾害防治的“Y+高抽巷”综放面最佳供风量确定 |
| 3.1 采空区瓦斯与煤自燃复合灾害概述 |
| 3.2 采空区瓦斯运移及风流流动理论模型 |
| 3.3 采空区物理模型及模拟方案 |
| 3.4 不同供风量下“Y+高抽巷”综放面采空区氧气与瓦斯浓度场的数值模拟 |
| 3.5 基于瓦斯与煤自燃复合灾害防治的综放面最佳供风量确定 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 高抽巷空间层位与抽采参数对瓦斯与煤自燃复合灾害分布影响数值模拟研究 |
| 4.1 模拟方案 |
| 4.2 不同高抽巷水平层位对采空区气体浓度分布及复合灾害的影响 |
| 4.3 不同高抽巷垂直距离对采空区气体浓度分布及复合灾害的影响 |
| 4.4 不同高抽巷抽采负压对采空区气体浓度分布及复合灾害的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 2603“Y+高抽巷”综放面最佳供风量、高抽巷最佳位置及瓦斯抽采参数的现场考察与分析 |
| 5.1 2603“Y+高抽巷”综放面采空区束管监测系统 |
| 5.2 2603工作面采空区测点瓦斯浓度的观测分析 |
| 5.3 2603工作面采空区遗煤氧化特性的观测分析 |
| 5.4 2603“Y+高抽巷”综放面采空区瓦斯与煤自燃复合灾害协同防治效果检验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（3）不同通风方式采空区模拟煤氧化升温过程的红外可视化研究（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 |
| 1.2 采空区“三带”的研究方法现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文技术路线 |
| 2 采空区煤层自燃发火理论 |
| 2.1 煤自燃机理 |
| 2.2 煤层自燃机理 |
| 2.3 采空区自燃"三带"理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 采空区模型搭建的相关理论 |
| 3.1 采空区的空间特性 |
| 3.2 采空区的漏风特性 |
| 3.3 流体的相似理论 |
| 3.4 流动相似的准则 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 采空区相似模拟平台的研制 |
| 4.1 相似模拟平台的功能 |
| 4.2 模型的几何相似尺寸设计 |
| 4.3 采空区充填材料的选择 |
| 4.4 模拟采空区配套设备的选择 |
| 4.5 实验模型的相似性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 煤氧化升温过程演化实验研究 |
| 5.1 实验准备及实验方案 |
| 5.2 实验内容 |
| 5.3“U”型通风方式实验结果 |
| 5.4“W”型通风方式实验结果 |
| 5.5“Z”型通风方式的实验结果 |
| 5.6 采空区煤自燃温度场分布分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要创新点 |
| 6.2 全文结论 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）深部采空区环境高温对遗煤自燃过程的影响模拟研究（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 采空区遗煤自燃过程研究 |
| 1.2.2 高温煤层采空区自燃危险性研究 |
| 1.2.3 采空区自燃模型及数值模拟研究 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 深部采空区遗煤氧化理论 |
| 2.1 采空区多孔介质特性 |
| 2.1.1 采空区多孔介质的属性参数 |
| 2.1.2 采空区多孔介质内流体流动状态 |
| 2.2 采空区气体流动及遗煤氧化数学模型 |
| 2.3 深部开采高温对煤自燃的影响 |
| 2.3.1 采空区遗煤自燃过程分析 |
| 2.3.2 温度对煤氧化放热特性的影响 |
| 2.3.3 温度对热量积聚过程的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 矿井原始岩温测定与分析 |
| 3.1 彬长孟村煤矿矿区概况 |
| 3.2 原始岩温测定方法 |
| 3.3 孟村煤矿原始岩温测定 |
| 3.3.1 原始岩温测定方法选择 |
| 3.3.2 浅孔测温法测定原始岩温 |
| 3.4 测定结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 工作面动态回采情况下采空区遗煤自燃过程模拟 |
| 4.1 401101工作面动态回采情况下采空区模拟 |
| 4.1.1 数值求解过程介绍 |
| 4.1.2 模型建立及网格划分 |
| 4.1.3 工作面动态回采情况下采空区模拟方法 |
| 4.2 采空区流场模拟研究 |
| 4.2.1 采空区孔隙率分布规律 |
| 4.2.2 采空区内流体流动状态 |
| 4.2.3 采空区流场模拟结果 |
| 4.3 高温煤层采空区遗煤自燃过程模拟结果 |
| 4.3.1 高温区域的温度变化及迁移 |
| 4.3.2 采空区自燃“三带”划分 |
| 4.3.3 采空区氧化升温关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 采空区煤岩温度对煤自燃影响研究 |
| 5.1 煤岩温度对采空区温升过程的影响 |
| 5.1.1 不同初始煤温下采空区温度场特征 |
| 5.1.2 不同初始煤温下采空区温升过程 |
| 5.2 不同初始煤温下采空区温度与氧浓度关系 |
| 5.2.1 不同初始煤温下采空区自燃“三带”分布 |
| 5.2.2 不同初始煤温下采空区耗氧-升温关系 |
| 5.3 煤岩温度对采空区温升速度的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）采空区漏风携热对高温采煤工作面热环境的影响（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 采空区漏风研究现状 |
| 1.2.2 采空区煤自燃研究现状 |
| 1.2.3 矿井热害防治研究现状 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 采空区温度场数学模型 |
| 2.1 采煤工作面热源分析 |
| 2.1.1 井下热源 |
| 2.1.2 采空区热风 |
| 2.2 采空区多孔介质渗流理论 |
| 2.2.1 流体流动状态 |
| 2.2.2 线性达西定律 |
| 2.2.3 非线性渗流定律 |
| 2.3 采空区风流流动传热数学模型 |
| 2.3.1 流体平衡方程 |
| 2.3.2 流体传热方程 |
| 2.3.3 组分输运方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 采空区漏风携热模拟方法 |
| 3.1 模拟软件介绍 |
| 3.2 采空区漏风流场模拟方法 |
| 3.2.1 孟村矿及其采面概况 |
| 3.2.2 物理模型及网格划分 |
| 3.2.3 采空区孔隙率分布 |
| 3.3 采空区煤自燃模拟方法 |
| 3.3.1 煤自燃反应速率 |
| 3.3.2 动态采空区煤自燃 |
| 3.4 边界条件及处理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 采空区漏风对采面热环境的影响模拟 |
| 4.1 采空区煤自燃对采煤工作面热环境影响 |
| 4.1.1 不同推进速度下采空区煤自燃对采面热环境影响 |
| 4.1.2 采面热环境随采空区煤自燃过程的升温规律 |
| 4.1.3 采空区发生煤自燃时采面热环境升温规律 |
| 4.2 原始岩温下采空区漏风对采面热环境影响 |
| 4.2.1 原始岩温测定 |
| 4.2.2 采空区煤岩温度对采面热环境影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 采空区漏风影响的采面风温预测与应用 |
| 5.1 孟村矿401101工作面风温现状模拟 |
| 5.1.1 孟村矿401101工作面热害现状 |
| 5.1.2 孟村矿401101工作面风温模拟 |
| 5.1.3 采空区漏风对401101采面热环境的影响 |
| 5.2 不同进风温度下采面风温预测 |
| 5.3 孟村矿采煤工作面制冷降温 |
| 5.3.1 采煤工作面降温需冷量计算 |
| 5.3.2 采煤工作面移动风冷降温 |
| 5.3.3 采煤工作面制冷降温方案 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）新维煤矿近距离煤层群开采自然发火防治技术研究与应用（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 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线图 |
| 2 应用矿井概况 |
| 2.1 交通位置 |
| 2.2 井田地质条件 |
| 2.3 采掘布置 |
| 2.4 通风与瓦斯 |
| 2.5 自然发火危险性评估 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 煤自然发火特性参数试验分析 |
| 3.1 新维煤矿主采煤层自燃参数测定 |
| 3.2 自然发火指标性气体优选 |
| 3.3 自然发火危险区域判定 |
| 3.4 采空区自然发火数学模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于数值模拟校正的采空区自燃三带测定分析 |
| 4.1 采空区自燃“三带”的定义 |
| 4.2 数值模拟研究 |
| 4.3 数值模拟参数设定 |
| 4.4 数值模拟结果分析 |
| 4.5 实测采空区自燃三带分布 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 近距离煤层群开采综合防灭火技术研究与应用 |
| 5.1 近距离煤层开采特点 |
| 5.2 自然发火防治体系 |
| 5.3 防灭火措施现场应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）采空区煤自燃进程演化可视化模拟实验研究（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 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 本文技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 煤自燃进程演化可视化模拟理论基础 |
| 2.1 采空区煤自燃理论 |
| 2.2 采空区温度场的形成与分布 |
| 2.3 相似材料选择的理论依据 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 实验系统和非均质孔隙率的研究 |
| 3.1 实验系统研究 |
| 3.2 方案可行性验证实验 |
| 3.3 孔隙率的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤自燃进程演化实验研究 |
| 4.1 实验准备及实验方案 |
| 4.2 实验内容 |
| 4.3 “U”型通风方式的实验结果 |
| 4.4 “U+L”型通风方式的实验结果 |
| 4.5 结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 采空区煤自燃进程温度场模拟分析 |
| 5.1 应用软件简介 |
| 5.2 采空区煤自燃数值模型 |
| 5.3 采空区模型的建立 |
| 5.4 模型求解结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）采空区隐蔽热源的气热场特性研究（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 研究内容与方法 |
| 2 采空区覆岩破坏变形规律数值模拟研究 |
| 2.1 采空区覆岩移动破坏规律数值模拟 |
| 2.2 采空区空间分布特征研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 煤自燃特性参数测定 |
| 3.1 实验系统 |
| 3.2 实验方法与过程 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 采空区气体场分布规律数值模拟研究 |
| 4.1 模拟基础理论 |
| 4.2 模型的建立及相关参数设定 |
| 4.3 模型的校验 |
| 4.4 模拟结果及分析 |
| 4.5 热源点位置的设定 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 采空区隐蔽热源的气热场分布特征数值模拟研究 |
| 5.1 采空区遗煤氧化灾害气体CO运移规律数值模拟 |
| 5.2 采空区遗煤氧化热量传导数值模拟 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）阳煤一矿综放面采空区复合灾害危险性评价及预防措施研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究主要内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 煤自燃特性实验分析及其氧化活性研究 |
| 2.1 煤自燃氧化特性的研究 |
| 2.2 煤自燃氧化反应活性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 工作面采空区复合灾害危险区域判定及相邻老采空区危险程度划分 |
| 3.1 工作面采空区复合灾害危险区域划分 |
| 3.2 观测孔数据分析相邻老采空区遗煤自燃危险性分布规律 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 小煤柱综放面采空区复合灾害危险区域数值模拟研究 |
| 4.1 工作面采空区漏风流场与氧气和瓦斯浓度场的数学模型建立 |
| 4.2 工作面采空区流场及氧气和瓦斯浓度场的数值模拟研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于数量化理论Ⅲ的采空区复合灾害危险性评价 |
| 5.1 数量化理论Ⅲ的模型建立 |
| 5.2 采空区复合灾害评价指标分析 |
| 5.3 采空区复合灾害典型情况评判 |
| 5.4 高危险情况的确定与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 瓦斯与煤自燃复合灾害预防措施研究 |
| 6.1 遗煤自燃防治措施 |
| 6.2 采空区瓦斯治理措施 |
| 6.3 防治效果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（10）煤自然发火实验及数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 煤自燃机理研究现状 |
| 1.3.2 绝热氧化实验研究现状 |
| 1.3.3 热物性实验研究现状 |
| 1.3.4 煤自燃模拟研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究目标与创新点 |
| 1.6 技术路线 |
| 2 热传导特性实验研究 |
| 2.1 元素分析和工业分析 |
| 2.2 热传导特性实验研究 |
| 2.2.1 实验测试原理 |
| 2.2.2 设备简介 |
| 2.2.3 条件设定 |
| 2.2.4 实验结果及分析 |
| 2.2.5 热物性参数与温度拟合函数的选择与分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 煤自然发火气体浓度场及温度场实验研究 |
| 3.1 自然发火实验台简介及原理 |
| 3.2 实验条件设定 |
| 3.3 气温场结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤自然发火数学模型构建与数值模拟方法 |
| 4.1 Fluent软件应用 |
| 4.1.1 化学反应 |
| 4.1.2 层流条件 |
| 4.1.3 多孔介质 |
| 4.1.4 用户自定义函数UDF |
| 4.2 煤自然发火几何模型及网格划分 |
| 4.2.1 几何模型 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.3 煤自然发火实验数学模型 |
| 4.3.1 模型假设 |
| 4.3.2 控制方程 |
| 4.3.3 边界条件 |
| 4.3.4 参数设定 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 煤自然发火气温场数值模拟 |
| 5.1 求解与条件参数设定 |
| 5.2 模拟温度场结果分析 |
| 5.3 模拟氧气浓度场结果分析 |
| 5.4 模拟一氧化碳浓度场结果分析 |
| 5.5 模拟二氧化碳浓度场结果分析 |
| 5.6 高温模拟结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、采空区遗煤自燃带确定及风流场数值模拟（论文参考文献）
- [1]采空区煤自燃氧化升温高温点迁移规律研究[D]. 刘丽. 西安科技大学, 2021(02)
- [2]漳村矿Y型综放面瓦斯与煤自燃复合灾害综合治理技术研究[D]. 张东鹏. 中国矿业大学, 2021
- [3]不同通风方式采空区模拟煤氧化升温过程的红外可视化研究[D]. 张子静. 中国矿业大学, 2021
- [4]深部采空区环境高温对遗煤自燃过程的影响模拟研究[D]. 王芳. 西安科技大学, 2020(01)
- [5]采空区漏风携热对高温采煤工作面热环境的影响[D]. 张正开. 西安科技大学, 2020(01)
- [6]新维煤矿近距离煤层群开采自然发火防治技术研究与应用[D]. 刘健. 华北科技学院, 2020(01)
- [7]采空区煤自燃进程演化可视化模拟实验研究[D]. 陈慧妍. 中国矿业大学, 2020(01)
- [8]采空区隐蔽热源的气热场特性研究[D]. 丁鹏翔. 中国矿业大学, 2020
- [9]阳煤一矿综放面采空区复合灾害危险性评价及预防措施研究[D]. 连瑞锋. 中国矿业大学, 2020
- [10]煤自然发火实验及数值模拟研究[D]. 张帆. 西安科技大学, 2019(01)