煤炭自然发火的介尺度现象分析及建模_中国煤炭行业知识服务平台

煤炭自然发火的介尺度现象分析及建模

作者

梁运涛王树刚林琦宋双林申宝宏田富超
单位

煤科集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室煤炭科学研究总院中国矿业大学安全工程学院大连理工大学建设工程学部
摘要

针对煤炭自然发火研究中宏观层面过于简化无法揭示反应机理,而微观层面过于细化直接应用到工程效果不理想的瓶颈,借鉴复杂系统理论和多尺度科学研究思路,分析了煤炭自然发火的反应粒子、颗粒内孔、单煤颗粒、颗粒聚团、堆积煤体的多尺度行为和特征,提出了破碎煤体堆积系统自然发火的介尺度概念,并探讨了描述型、关联型和极值型3种多尺度方法在煤炭自然发火介尺度研究中的适用性.基于关联型研究方法,通过分析颗粒聚团内部及聚团间的热力学和动力学的复杂作用,引入"树叉"模型并考虑孔隙率分布的非均匀特征,使单煤颗粒尺度与堆积煤体尺度相关联,实现了从实体模型到物理模型,再到数学模型的煤炭自然发火介尺度模型的构建过程.
关键词

煤炭自然发火介尺度颗粒聚团树叉模型建模
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51574148)；国家国际科技合作专项项目(2015DFA61250)；国家“十三五”重点研发计划课题(2016YFC0801608)；