杨诚

摘要：在总结国内外关于煤堆自燃实验研究的基础上，建立煤堆自然发火实验台。根据煤堆自然发火台的实验原型，建立基于能量和氧气守恒的煤堆自燃数学模型。分别对煤堆的自燃升温过程进行实验测量和数值模拟，得到的实验和数值模拟结果具有很好的一致性。利用数学模型模拟不同初始氧浓度、气体流速及空隙率下的煤堆升温、耗氧情况。分析总结这些参数在煤堆自燃过程中的作用和影响效果。

关键词煤堆;自燃;数值模拟;松散煤体

松散堆积的煤体在其储存及运输过程中容易发生自燃现象，。这不仅造成巨大的经济损失，还构成了严重的安全隐患。

关于煤堆自燃的实验研究，世界各国许多专家、学者建立了各种模拟煤堆自燃过程的大型实验台。如坎特伯雷大学的长2m的圆筒型煤体绝热容器、土耳其Sakarya大学研制的圆柱型煤堆自燃实验装置，西安交通大学的XK系列煤低温自然发火实验台，张瑞新等人建立的模拟煤堆自燃的梯形实验台等。但大型煤堆自燃实验台存在模拟条件单一，实验周期长，工作量较大等缺点。于是，在实验研究的基础上，建立煤堆低温自燃过程的数学模型，不但可以减轻大型煤堆自燃实验的工作量，还能准确地模拟各种条件下煤堆自燃的传热、传质过程。为煤堆自燃研究提供了有利工具。

本文在煤堆自燃实验的基础上，建立煤堆自燃过程的一维数学模型。利用模型计算煤堆自燃时的升温、耗氧情况。……