堆放參數對瑞安礦煤堆自燃風速的影響

馬 超,吳 憲*,董子文,齊慶杰,周新華,鄭 丹

(1. 遼寧工程技術大學安全科學與工程學院，阜新, 123000; 2．礦山熱動力災害與防治教育部重點實驗室， 阜新, 123000)

堆放參數對瑞安礦煤堆自燃風速的影響

馬 超1,2,吳 憲1,2*,董子文1,2,齊慶杰1,2,周新華1,2,鄭 丹1,2

(1. 遼寧工程技術大學安全科學與工程學院，阜新, 123000; 2．礦山熱動力災害與防治教育部重點實驗室， 阜新, 123000)

為確定瑞安礦煤堆自燃的環境風速，提高煤堆自燃的預判能力，使用COMSOL Multiphysics 5.0數值仿真軟件，開展了5個不同尺寸分別在孔隙率0.2～0.6和環境風速0.05 m/s～13 m/s條件下堆放180 d的自熱-自燃過程數值模擬。結果表明，煤堆自燃風速范圍因孔隙率和堆放參數不同而異，孔隙率越小煤堆的自燃風速范圍越寬，且最小、最易、最大自燃風速與孔隙率之間具有冪函數關系；影響煤堆最小、最易、最大自燃風速顯著的參數分別為頂寬、底寬、高度、角度和孔隙率、孔隙率、高度和孔隙率，并構建了三個自燃風速的合理解算方程。

煤堆；自燃；風速；數值模擬；逐步回歸

0 引言

煤堆自熱可能導致自燃，是一個非常嚴重的經濟和安全問題[1]，同時還會帶來嚴重的環境污染問題[2]。煤堆自燃受風速和孔隙率等影響顯著，壓實是防治煤堆自燃的首選方法[3]；煤堆堆放條件中任何條件發生細微變化,都可能引起連鎖反應，可能引起整個煤堆自燃進程的顯著變化，如孔隙率、含水量、粒徑等[4]；同時實驗研究表明環境條件也是影響煤堆自燃進程較為顯著的因素，如風速和環境溫度，因此煤堆自燃火災的滅火工作難度較大，必須提前采取預防措施[5, 6]。……