水分影响下的露天煤堆自燃安全保存期数值模拟

本文主要探讨了含水煤堆在自燃过程中安全保存期的数值模拟问题，针对露天煤堆在煤炭行业中存储时间延长带来的潜在风险，研究者通过建立了一种二维数学模型，该模型考虑了煤堆内部的水分、氧气和温度的传输与变化。模型基于Darcy定律假定煤堆内部的风压与速度相关，并且将煤堆某断面内的物理场分布作为一个整体进行建模。 在研究中，作者发现水分对煤堆自燃过程有着显著影响。含水煤堆的升温过程分为三个阶段：初期的升温，随后的缓慢升温，以及快速升温。水分的存在在自燃的中期起到了减缓升温速率的作用，因为水分需要蒸发，这个过程消耗热量并延缓热量的积累。水分含量越高，蒸发所需的时间越长，从而使得煤堆能更长时间地保持在一个相对较低的温度下，从而延长了煤堆的安全保存期。 研究结果表明，煤堆水分含量与安全保存期之间呈现出强烈的指数函数关系。这意味着即使是微小的水分变化也可能对安全保存期产生显著影响。通过对水分蒸发的影响深入分析，研究人员得以量化水分对露天煤堆自燃风险的控制策略，这对于煤炭行业的安全管理具有实际意义，有助于制定更有效的预防和控制措施，降低火灾风险，保护环境，同时保障煤炭产业的经济效益。 总结来说，本文的核心内容是通过数值模拟技术，揭示水分在露天煤堆自燃过程中的关键作用，为煤炭行业提供了一种科学的方法来评估和管理含水煤堆的储存安全，对于煤炭生产和储存实践具有重要的指导价值。