煤炭科学技术

作者：曲国娜, 贾廷贵, 强倩, 王来贵, 刘剑, 郝宇,

关键词：煤堆粒径, 自然发火期, 自燃风速, 露天煤堆,

针对煤矿露天煤堆自热-自燃问题，为研究煤堆粒径对煤堆自燃的影响，运用多孔介质、传热传质、流体力学等理论，以某煤堆为原型建立了煤堆的自热-自燃二维模型。利用COMSOL软件对不同风速(0.05～13.00 m/s）条件下不同粒径(0.5～35.0 mm)煤堆的内部温度、氧化耗氧速率及漏风速度规律进行模拟分析，得到了不同粒径煤堆在不同风速下最高温度的变化曲线，对不同粒径下煤堆的自燃风速范围进行了划分，并得到了不同粒径下煤堆的最小、最大、最易自燃风速随煤堆粒径的变化规律。研究结果表明：除粒径0.5、2.0 mm的煤堆外，其他粒径煤堆内部最高温度均随风速增加呈现“快速增加—达到最大值—快速下降—稳定在一个相对较低值”的变化规律，区别在于随煤堆粒径的不同，其温升、温降的速率表现不同，较高风速条件下所能达到的稳定温度也不同。当自燃风速低于1 m/s时，在相同风速条件下煤堆平均粒径越小煤堆内部最高温度越低；当自燃风速大于1 m/s时，在相同风速条件下平均粒径小于10 mm的煤堆温度更高。当煤堆平均粒径＜0.5 mm时,一般不会发生自燃；当煤堆粒径≥1 mm时，在不同风速范围内,均存在着不同程度的自燃现象。当煤堆平均粒径≤10 mm，在自燃风速≤1 m/s时，粒径越小，煤堆最高温度越低；当自燃风速＞1 m/s时，粒径越小，煤堆的温度越高。

来源：2021年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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