基于煤矸石堆自燃熱棒移熱參數(shù)研究

＊韓玉婷 武奧環(huán) 余杰

（西安科技大學(xué) 陜西 710000）

引言

煤矸石堆自燃引發(fā)煤火災(zāi)害，其自燃產(chǎn)生CO、CO2、CH4和NO等有毒有害氣體。煤矸石火災(zāi)具有早期難發(fā)現(xiàn)、自燃區(qū)準(zhǔn)確定位難、漏風(fēng)供氧難以控制、易復(fù)燃難撲滅等特點[1]，其防治技術(shù)是當(dāng)前礦山安全技術(shù)領(lǐng)域的重要研究課題。熱棒是一種具有氣-液兩相對流循環(huán)高效傳熱元件，通過破壞煤矸石堆內(nèi)部蓄熱環(huán)境，移除煤矸石內(nèi)部環(huán)境熱量，使其難以到達自燃點，作為防治煤矸石山自燃災(zāi)害的新型環(huán)保、經(jīng)濟高效技術(shù)手段。

熱棒用于煤矸石堆防滅火的研究，最早于1991年徐禮華通過實驗測試了重力熱棒對煤矸石堆降溫效果，測算出每平方米內(nèi)插入4-5根熱棒可將煤矸石堆溫度控制在60℃以下。屈銳、黨逸峰等通過設(shè)計熱棒換熱性能實驗，研究了基于煤矸石自燃過程的熱棒綜合性能評價方法，并指出縮小布置間距、減少插入深度以及減小布置角度均可提高熱棒換熱效率。陳清華等指出受內(nèi)部重力和氣液剪切力影響，通過仿真模擬發(fā)現(xiàn)熱棒傾斜角為60°時降溫效果更顯著。

本文使用自行搭建的煤矸石堆-熱棒移熱測試實驗系統(tǒng)，揭示了不同傾角下熱棒對煤矸石堆自燃溫度場影響，建立并分析熱棒移熱降溫性能指標(biāo)，確定熱棒在不同傾角下對于煤堆內(nèi)各個測點熱量的移除效果，得出熱棒移熱效率最佳傾角，為煤矸山自燃火災(zāi)熱棒防滅火技術(shù)的推廣應(yīng)用及熱棒工程相關(guān)參數(shù)提供一定的技術(shù)支持與理論指導(dǎo)?！?br>