擴散條件下巷道煤層陰燃熄滅、穩(wěn)定傳播及轉化為焰火的判別準則研究.pdf

1、陰燃是一種特殊的燃燒方式，是燃燒學的前沿問題之一。這種燃燒方式卻廣泛存在于氧氣不足的環(huán)境中，如煤礦儲煤廠里、電廠的煤堆、運煤碼頭、地下煤層等。近年來，我國煤田面臨的陰燃火災日益嚴重。為此，本文針對這一現(xiàn)象，對擴散條件下巷道煤層陰燃的發(fā)展過程進行了理論分析和實驗研究。
　　論文在廣泛查閱陰燃中外文獻和系統(tǒng)總結前人研究成果的基礎上，利用相似相關準則，自行設計了煤層陰燃實驗裝置，并采集了陰燃過程的溫度和氣體濃度數(shù)據(jù)，結合礦井通風理論、煤

2、氧復合理論、燃燒學、傳熱學、傳質(zhì)學、Fick擴散定律等相關知識，進行了理論分析，研究得出以下結論：
　?。?）分析了褐煤陰燃過程的特性，得出①褐煤從150℃到300℃引燃的時間間隔平均值為33.3min；②褐煤陰燃時300℃以上的平均時間為923min，分析可知褐煤陰燃時有高溫維持時間長、保存火種能力強的特點；③褐煤的平均陰燃傳播速度為1.4×10-7m/s，即褐煤陰燃傳播速度慢。④褐煤陰燃速度與氧濃度梯度成線性關系，氧氣含量越高

3、其陰燃速度較快。
　　（2）推導出在擴散條件下巷道煤層陰燃熄滅、穩(wěn)定傳播、轉化為焰火燃燒時的O2濃度方程、CO濃度方程和溫度場方程，并進行了實驗驗證。
　?。?）得出了擴散條件下巷道中煤層陰燃穩(wěn)定傳播的判別準則是巷道中陰燃面的氧氣濃度梯度絕對值不小于η；擴散條件下巷道中煤層陰燃熄滅的判別準則是巷道中陰燃面氧氣濃度梯度絕對值小于η；擴散條件下陰燃轉化為焰火燃燒的判別準則是巷道中陰燃面的氧氣濃度梯度絕對值不小于焰火燃燒的最低值δ