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《重庆大学》 2004年
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煤矸石山自然发火机理及防治技术研究

黄文章  
【摘要】:煤矸石是煤炭开采与加工过程中产生和排放的固体废弃物,其产量约占煤炭产量的10%~15%。目前我国煤矸石的累计堆存量达5.0 x109t,占地近2 .0x10 8m2,现已形成大小数千座矸石山,现在全国大约1/3的矸石山正在发生燃烧。 煤矸石山的自燃,是一个极其复杂的物理化学过程,它从常温状态转变到燃烧状态,其氧化过程不仅受到煤矸石的物理化学性质所制约,同时也与煤矸石的岩相组成、水分含量、煤矸石的比表面积、孔隙率以及矸石山所处的自然环境密切有关。 论文主要运用现代测试和分析技术,系统、完善地对各类煤矸石进行一系列的基础研究工作,分析引起自燃的内在综合原因,形成较为完善的矸石山煤矸石自燃理论体系;利用矸石山内气体的流动状态和多孔介质动力学理论,推导出能够描述矸石山自燃发火充分必要条件的动态演变过程的数学模型;并以描述矸石山自燃发火的数学模型为理论依据,从理论和实践出发对矸石山自燃治理和阻化剂与配制进行研究,形成切实可行的治理方案,并应用于工程实践中。 论文完成的主要研究工作有: 有关煤矸石山自燃机理方面,在已有的研究成果基础上,对相关研究成果进行综合分析、比较、研究、总结,并结合对各类矸石山煤矸石进行系统、全面的定性元素分析和各种形态硫含量的定量分析与灰份、发热量分析,以及各种形态硫的演变规律,为探索矸石山煤矸石自然发火机理提供必要的、可靠的数据资料和科学依据,把矸石山自燃发火的研究成果融会成较完善、系统的基础理论体系。 从模拟矸石山自燃发火过程出发,运用现代测试和分析技术对各类矸石山煤矸石样进行氧化升温速度分析,探索其耗氧量、一氧化碳、二氧化碳、以及各种烃类气体的发生、发展规律,可以较好的为研究矸石山煤矸石的自燃提供科学的理论依据。 在系列实验研究的基础上,结合吸附理论、自由基反应理论、黄铁矿(FeS2)氧化理论,并结合以前有关矸石山煤矸石自燃的研究成果,进行比较和总结,建立较为完善、科学的矸石山煤矸石自燃发火理论体系。 从研究矸石山煤矸石内的气体流动状态出发,结合达西定律、渗透连续性方程和质量守恒定律,利用宏观的连续性介质进行研究,推导出矸石山煤矸石自然发火的数学模型。 从矸石山自燃数学模型出发,并以矸石山自燃数学模型为理论指导,对矸石山煤矸石自燃的预防和自燃的治理提出系统、完善的施工方案和技术措施。 WP=6 在矸石山自燃治理方面,根据引起矸石山自燃的原因,对矸石山煤矸石自燃阻化剂进行系统的理论分析和试验研究,寻求科学有效的阻化剂,形成科学、系统的治理方案和配方,并以结合具体的自燃治理工程实践对矸石山煤矸石自燃进行预防和治理,形成可以推广应用的技术方案和实施工程。治理实践表明,具有良好流变性和科学配方的注浆灭火综合治理措施是安全、高效、科学和可行的。完全可以推广应用于其它矸石山自燃灭火的治理工程中。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TD752

【引证文献】
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1 张成梁;黄艺;袁良红;王书宏;;自然煤矸石山生境构建技术[A];工程绿化理论与技术进展——全国工程绿化技术交流研讨会论文集[C];2008年
【参考文献】
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1 黄文章,邱贤德,王建中,赵朝吉;金刚煤矿矸石山煤矸石自燃机理分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年04期
2 刘剑;三维有限单元法解算采场瓦斯浓度分布[J];辽宁工程技术大学学报;1990年03期
3 刘剑,黄伯轩;用三维渗流分析采场气体流动状态[J];辽宁工程技术大学学报;1991年03期
4 刘剑,黄伯轩;采场通风仿真系统及其应用[J];矿业安全与环保;1993年01期
5 刘剑,王继仁,孙宝铮;煤的活化能理论研究[J];煤炭学报;1999年03期
6 蒋军成,王省身;火灾巷道烟气流动的数值分析[J];煤炭学报;1997年02期
7 刘剑;徐瑞龙;;七星矿大面积采空区的漏风分析[J];煤炭科学技术;1992年05期
8 李侃社;矸石堆自燃火灾的综合防治技术[J];煤炭科学技术;1996年05期
9 徐初阳,聂容春,唐修义;煤岩组分的氧化及自燃倾向性[J];煤炭科学技术;1997年07期
10 冯小平;采空区高温点位置确定的计算机模拟分析[J];安徽理工大学学报(自然科学版);1995年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗新荣,李增华,王春耀;综放工作面采场漏风测定技术[J];矿业安全与环保;1998年05期
2 周令昌;周西华;梁茵;王丽敏;;东滩矿14308综放面采空区三带实测分析[J];辽宁工程技术大学学报;2006年S2期
3 李宗翔;;采空区场流安全理论及其研究的新进展[J];中国安全科学学报;2005年12期
4 徐瑞龙,刘剑,许升阳;矿井的压能图与风网特征图[J];江苏煤炭;1993年04期
5 朱华;采场空气流网的电模拟与数值模拟研究[J];辽宁工程技术大学学报;1983年03期
6 滕国仁,朱华,刘静;无煤柱采场空气流动的电网络模拟[J];辽宁工程技术大学学报;1986年04期
7 沈如,邹斌,肖允发;ZS系列反应性高性能减水剂的研究[J];四川建筑科学研究;1999年02期
8 冷发光;煤矸石综合利用的研究与应用现状[J];四川建筑科学研究;2000年02期
9 朱江;聚丙烯纤维与高性能混凝土[J];四川建筑科学研究;2000年04期
10 黄煜镔,陈剑雄;大掺量粉煤灰掺合料中超细矿渣的作用[J];四川建筑科学研究;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋凤梅;张建泉;刘峰;;激光辐照柱壳温升的有限元计算[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
2 孙智慧;张荣;;包装机中常热式薄膜热封过程的仿真研究[A];第六届全国包装与食品工程学术年会论文集[C];2002年
3 沈兴荣;冯学梅;蔡荣泉;;大型集装箱船桨舵干扰粘性流场的数值计算研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
4 许进;植仲培;李军;凌长明;;靠背式测速探头感受特性的数值模拟研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 雷永平;史耀武;;表面张力与合金元素汽化对激光加热表面温度的影响[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
6 周旭东;戴晓珑;李俊;林传华;;热镀锌原板变速连续退火再结晶动力学[A];2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集[C];2005年
7 熊用;丁学俊;;电站双流程凝汽器壳侧流场的准三维数值模拟[A];2007年鄂、皖、苏、冀四省电机工程学会汽轮机专业学术研讨会论文集(湖北卷)[C];2007年
8 谷岩;;浅议城市生活垃圾循环处理[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(上卷)[C];2006年
9 党小庆;袁胜利;杨春方;马广大;;电除尘器气流分布CFD方法初步研究[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年
10 党小庆;闫东杰;马广大;李倩婧;胡红胜;任燕;赵信志;潘民兴;袁伟锋;;电除尘器气流分布数值计算的研究和应用[A];第十二届中国电除尘学术会议论文集[C];2007年
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1 孙西欢;水平轴圆管螺旋流水力特性及固粒悬浮机理试验研究[D];西安理工大学;2000年
2 徐文骥;等离子熔射成形法制造零件技术的基础研究[D];大连理工大学;2000年
3 宋朝辉;神经网络在空间光学窗口热光学性能研究中的应用[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
4 崔小朝;结晶器内钢水搅拌液固温耦合数值模拟与实验研究[D];燕山大学;2001年
5 张淑杰;空间可展桁架结构的设计与热分析[D];浙江大学;2001年
6 张力;旋转气固多相流分离的数值分析及实验研究[D];重庆大学;2001年
7 魏唐棣;地源热泵地下套管式埋管换热器性能研究[D];重庆大学;2001年
8 胡云进;裂隙非饱和渗流试验研究及有地表入渗的裂隙岩体渗流数值分析[D];河海大学;2001年
9 黄细彬;高速含沙掺气水流及磨蚀机理的研究[D];河海大学;2001年
10 谭怀亮;材料复合型铸轧辊温度场和热变形的界面元方法及其仿真研究[D];中南大学;2001年
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1 陆卫东;浅埋厚煤层综放开采注氮防火技术研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
2 杨宏民;煤矿火灾预测预报气味识别技术的研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
3 陈波;基于AutoCAD的矿井通风可视化和阻力测试程序编制[D];辽宁工程技术大学;2005年
4 韦仕川;晋煤集团成庄矿矿井火灾救灾决策支持系统研究及应用[D];辽宁工程技术大学;2005年
5 王正辉;采煤工作面自燃危险性评价方法[D];煤炭科学研究总院;2004年
6 王威;利用热重分析研究煤的氧化反应过程及特征温度[D];西安科技大学;2005年
7 杨戍;基于AGA的煤自然发火期影响因素组合分析[D];西安科技大学;2005年
8 刘纯波;湖南高岭土的资源类型及低质高岭土的开发利用研究[D];中南大学;2004年
9 王俊琪;可视化矿进通风仿真系统研究[D];辽宁工程技术大学;2000年
10 方祥位;河流复氧及其数值模拟的研究[D];西安理工大学;2000年
【同被引文献】
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1 邓军,徐精彩,陈晓坤;煤自燃机理及预测理论研究进展[J];辽宁工程技术大学学报;2003年04期
2 李侃社;矸石堆自燃火灾的综合防治技术[J];煤炭科学技术;1996年05期
3 胡社荣,蒋大成;煤层自燃灾害研究现状与防治对策[J];中国地质灾害与防治学报;2000年04期
4 刘微,赵同科,方正,王树涛;精准农业研究进展[J];安徽农业科学;2005年03期
5 张清,陈曦,包安明,孙莉,王军,张斌;棉花精准农业种植与管理系统初步分析——以新疆生产建设兵团为例[J];干旱区地理;2004年04期
6 刘金铜,陈谋询,蔡虹,田魁祥,云正明;我国精准农业的概念、内涵及理论体系的初步构建[J];农业系统科学与综合研究;2001年03期
7 卢淑芝;阜新市煤矸石山的综合治理[J];能源环境保护;2003年02期
8 岑可法,杨家林,黄国权,池涌,蒋旭光,倪明江,严建华,骆仲泱;洗煤泥煤矸石流化床混烧技术工业应用研究[J];动力工程;1999年01期
9 闵凡飞,王传金;煤矸石山自燃火源形成原因及其预测预防[J];煤炭科技;2003年01期
10 王俊峰;吴玉国;邬剑明;;基于灰色理论的煤炭自燃预测研究[J];煤矿安全;2006年07期
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1 赵德深;煤矿区采动覆岩离层分布规律与地表沉陷控制研究[D];辽宁工程技术大学;2001年
2 文虎;煤自燃过程的实验及数值模拟研究[D];西安科技大学;2003年
3 陈长华;基于模糊渗流理论的采场自然发火位置预测模型及其相似模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
4 陈鼎;固液反应球磨工艺及其原理研究[D];中南大学;2003年
5 肖忠良;机械活化硫化矿能量学研究[D];中南大学;2003年
6 柳建设;硫化矿物生物提取及腐蚀电化学研究[D];中南大学;2002年
7 胡慧萍;机械活化硫化矿结构与性质变化规律的基础研究[D];中南大学;2003年
8 姜联合;鄂尔多斯高原飞播造林物种种苗生物学及植被恢复优化方案研究[D];北京林业大学;2005年
9 邹建;分布式光纤温度测量系统关键技术研究[D];重庆大学;2005年
10 凌标灿;综放面顶板岩体稳定性地质动态评价及控制[D];中国矿业大学(北京);2002年
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1 侯顺艳;基于组件式GIS的精准农业变量施肥处方系统应用研究[D];河北农业大学;2003年
2 郝鹏飞;精确农业实践中农田土壤养分空间变异性研究[D];河北农业大学;2002年
3 张修峰;江淮地区棚室小气候特征及其调控效应研究[D];安徽农业大学;2002年
4 杨治明;人工神经网络及其在图像识别中的应用研究[D];重庆大学;2003年
5 贺清碧;BP神经网络及应用研究[D];重庆交通学院;2004年
6 刘升阳;筑坝煤矸石的物理力学特性研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
7 贾宝山;煤矸石山自然发火数学模型及防治技术研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
8 李权国;煤层自燃引起覆岩破坏及地表移动变形规律探讨[D];太原理工大学;2004年
9 降文萍;煤热解动力学及其挥发分析出规律的研究[D];太原理工大学;2004年
10 肖三霞;煤的热天平燃烧反应动力学特性的研究[D];华中科技大学;2004年
【二级参考文献】
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1 姚宇平,钱玉山,卜贻孙;粉煤灰与电石渣治理煤矿自燃矸石山[J];重庆环境科学;1994年02期
2 刘剑,黄伯轩;采场通风仿真系统及其应用[J];矿业安全与环保;1993年01期
3 于水军,张如意,阳虹,杨运良,樊小利;防老剂甲的分散性 对煤炭自燃阻化效果的影响[J];矿业安全与环保;1999年05期
4 徐精彩,张辛亥,文虎,刘彦斌;胶体防灭火技术在阳泉二矿的应用[J];矿业安全与环保;1999年02期
5 刘剑;三维有限单元法解算采场瓦斯浓度分布[J];辽宁工程技术大学学报;1990年03期
6 刘剑,黄伯轩;用三维渗流分析采场气体流动状态[J];辽宁工程技术大学学报;1991年03期
7 张全国,樊国太;利用煤矸石熔制岩棉的机理与工艺研究[J];环境保护科学;1994年03期
8 徐精彩,许满贵,邓军,葛岭梅;基于煤氧复合过程分析的自然发火期预测技术研究[J];火灾科学;2000年03期
9 张全国,刘圣勇,黄秀花,宋平,董军,杨青林;煤矸石成型燃烧特性的实验研究[J];矿产综合利用;1994年06期
10 张玉贵,唐修义;煤岩学在煤自然发火倾向性研究中的应用[J];煤田地质与勘探;1994年04期
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1 李松,万洁;煤矸石自燃机理及其防治技术研究[J];环境科学与技术;2005年02期
2 黄文章,邱贤德,王建中,赵朝吉;金刚煤矿矸石山煤矸石自燃机理分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年04期
3 李兰;抚顺市堆积煤矸石对地下水的污染[J];辽宁地质;1994年04期
4 姜振泉,李雷;煤矸石的环境问题及其资源化利用[J];环境科学研究;1998年03期
5 夏畅斌,肖国安,何绪文,刘吉卫;煤矸石制高效PSA混凝剂[J];煤炭加工与综合利用;1996年02期
6 崔智勇,郭成豪;煤矸石综合利用专题研究[J];山西煤炭;1999年04期
7 董书民;兴隆庄煤矿将煤矸石变废为宝[J];矿业安全与环保;2002年02期
8 马占旺,郝航程;石灰粉煤灰稳定煤矸石—环保基层材料的应用[J];露天采矿技术;2004年05期
9 丁建础,周国强;煤矸石中硫铁矿在处理含铬(Ⅵ)废水中的应用[J];环境工程;2004年05期
10 陆勇敢,邱国惠,和世超;固体废弃物煤矸石的环境管理[J];能源环境保护;2004年06期
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1 王恩;;粉煤灰灌浆材料在矸石山灭火中的应用研究[A];第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2010年
2 ;煤矿矸石山生物工程治理研究[A];第五次全国煤炭科学技术大会文集汇编[C];2001年
3 关正安;关敏;;煤矸石资源开发及可持续利用与生态环境保护[A];重庆市首届工程师大会论文集[C];2004年
4 郭雨非;;河南某煤矿矸石山稳定性分析[A];河南地球科学通报2010年卷(下册)[C];2010年
5 宋旭艳;宫晨琛;李东旭;;煤矸石活化过程中的结构特征研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
6 董现锋;谷明川;;平煤集团自燃矸石山灭火工程实践[A];第七次煤炭科学技术大会文集(下册)[C];2011年
7 张殿云;秦宪英;邵淑杰;胡广发;刘茹;;利用煤矸石生产生物复合肥料研究[A];2003年内蒙古自治区自然科学学术年会优秀论文集[C];2003年
8 宋旭艳;李东旭;;煤矸石活化过程的力学性能研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
9 乔树峰;刘长青;胡园桃;;浅析煤矸石综合利用的方法与途径[A];煤矿固体弃物处置与利用技术论文集[C];2004年
10 马宪民;蒋勇;王雪娟;;一种煤矸石图像边缘提取的小波分析法[A];第十四届全国煤矿自动化学术年会暨中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2004年
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1 本报记者 赵玉梅;新型建材将“吃掉”座座矸石山[N];淮南日报;2005年
2 记者 刘耀平;各方研讨矸石山灾害防治[N];中国煤炭报;2005年
3 记者  薛广勤 通讯员  郭映普 张富江;绿色“阳煤”正迈步走来[N];山西日报;2007年
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8 记者王扬 通讯员 申洪涛;老矿着新装满眼是翠绿[N];中国煤炭报;2009年
9 薛锁明方永利 白续宏;矸石山两重天[N];山西日报;2007年
10 记者 张隽波;阳泉:难觅往日“火焰山”[N];山西日报;2008年
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1 黄文章;煤矸石山自然发火机理及防治技术研究[D];重庆大学;2004年
2 王笑峰;矸石废弃地生态恢复机制及优化模式研究[D];东北林业大学;2009年
3 宫茜茜;鸡西矿区麻省(Passer montanus)重金属富集及其在区域重金属污染评价中的应用[D];东北林业大学;2012年
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1 赵芳芳;矸石山粒径分布及其渗透的非均匀性研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
2 宋旭艳;煤矸石作为辅助性胶凝组分的活化研究[D];南京工业大学;2004年
3 王福国;晓南矸石山自燃喷爆灾害防治与预测研究[D];辽宁工程技术大学;2008年
4 苏强平;植被恢复下矸石山土壤改良效益研究[D];北京林业大学;2004年
5 张健;东荣二矿矸石山自燃规律及治理技术研究[D];西安科技大学;2010年
6 毕莹;煤矿矸石山危害安全评价及绿化复垦分析[D];辽宁工程技术大学;2011年
7 向宇;煤矸石的基本性质及作为橡胶补强填充剂的基础性研究[D];太原理工大学;2004年
8 姜鹏;煤矸石微晶玻璃的制备与性能研究[D];福州大学;2004年
9 潘兆科;煤矸选择性破碎分选的实验研究[D];太原理工大学;2004年
10 谷金锋;煤矿矸石山植被恢复机理研究——以鸡西市滴道矿区和城子河矿区为例[D];东北林业大学;2004年
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