煤炭科学技术

作者：马树俊, 王兆丰, 韩恩光, 王龙, 董家昕,

关键词：冷冻取心, 取心深度, 管壁温度, 顺序函数法, 导热反问题,

为确定煤矿冷冻取心过程所需合理冷冻剂量，对取心管取心过程管壁温度变化特性研究是解决此问题的关键。使用自主研发的取心管自动测温装置，分别进行了取心深度为5、20、40 m下取心管管壁温度测试（下管阶段、切削阶段和退钻阶段）。通过建立取心管管壁传热模型，基于顺序函数法求解二维非稳态导热反问题，验证并分析了取心过程管壁温度变化规律。研究结果表明：在下管阶段，取心深度较大（40 m）时，存在取心管快速升温的现象；在切削阶段，不同取心深度下，取心管温度均在切削进行一段时间后开始迅速升高，切削结束时升至最高值的规律；在退钻阶段，取心管温降速度基本相同，处于一个缓慢降温的状态；利用顺序函数法求解重构的取心管管壁模拟温度与现场实测温度吻合良好，误差小。研究结果可为煤层瓦斯含量测定低温冷冻取心装置的开发提供参考。

来源：2020年第6期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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