【摘 要】
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煤炭自燃是煤矿井下的五大自然灾害之一,严重威胁着矿井生产安全。针对不同惰气防治煤自燃时阻燃效果差异明显且机理不清楚的问题,本文从气体置换的角度研究了不同惰气阻燃效果的差异及机理。首先采用惰气等温动态置换煤体中氧气的实验装置,以粒径和流量为变量,分别进行N2和CO2置换煤体中氧气的实验,得到了氧气的置换量、置换效率和平均置换速率等表征惰气常温置换能力的参数,对比研究了N2和CO2的防火差异;然后,采
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（51804161）；
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煤炭自燃是煤矿井下的五大自然灾害之一,严重威胁着矿井生产安全。针对不同惰气防治煤自燃时阻燃效果差异明显且机理不清楚的问题,本文从气体置换的角度研究了不同惰气阻燃效果的差异及机理。首先采用惰气等温动态置换煤体中氧气的实验装置,以粒径和流量为变量,分别进行N2和CO2置换煤体中氧气的实验,得到了氧气的置换量、置换效率和平均置换速率等表征惰气常温置换能力的参数,对比研究了N2和CO2的防火差异;然后,采用绝热氧化装置进行注惰阻燃实验,得到了氧气置换量、相对置换率和阻燃时间等煤自燃不同阶段阻燃能力的表征参数,对比研究了N2和CO2在高温下的灭火差异;最后,考虑煤体对气体的吸附作用,建立了采空区的多场耦合惰化煤自然发火模型,开展了采空区自燃“三带”的动态数值模拟,获得了采空区N2和CO2注入后惰化区间的演化特征,确定了采空区注惰的合理参数。
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