| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 1 绪论 | 第13-22页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第13-14页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-19页 |
| 1.2.1 煤矸石山自燃规律及治理技术 | 第14-16页 |
| 1.2.2 移热方法与防控技术 | 第16-18页 |
| 1.2.3 热棒移热降温技术 | 第18-19页 |
| 1.2.4 目前研究存在的问题 | 第19页 |
| 1.3 研究内容 | 第19-20页 |
| 1.4 研究方法及技术路线 | 第20-22页 |
| 1.4.1 研究方法 | 第20-21页 |
| 1.4.2 技术路线 | 第21-22页 |
| 2 煤矸石山自燃特征及影响因素 | 第22-47页 |
| 2.1 煤矸石山自燃特征基础理论研究 | 第22-30页 |
| 2.1.1 煤矸石的相关概念 | 第22-23页 |
| 2.1.2 煤矸石山非控自燃热动力学过程及条件 | 第23-26页 |
| 2.1.3 煤矸石山热量积聚过程影响因素 | 第26-29页 |
| 2.1.4 煤矸石试样采集方案 | 第29-30页 |
| 2.2 煤矸石内因参数与自燃关联性分析 | 第30-34页 |
| 2.2.1 试验准备 | 第30-31页 |
| 2.2.2 煤矸石内因参数测试结果及分析 | 第31-33页 |
| 2.2.3 公乌素煤矸石与煤内因参数比较 | 第33-34页 |
| 2.3 煤矸石热物性参数与自燃关联性分析 | 第34-39页 |
| 2.3.1 试验准备 | 第34-35页 |
| 2.3.2 煤矸石热物性参数结果及分析 | 第35-38页 |
| 2.3.3 公乌素煤矸石与煤热物性参数比较 | 第38-39页 |
| 2.4 煤矸石指标气体参数与自燃关联性分析 | 第39-46页 |
| 2.4.1 试验准备 | 第39-42页 |
| 2.4.2 煤矸石自燃特征气体产生规律 | 第42-44页 |
| 2.4.3 格式火灾系数分析 | 第44-45页 |
| 2.4.4 煤矸石自燃特征参数优选 | 第45-46页 |
| 2.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 3 煤矸石自燃热动力学理论 | 第47-82页 |
| 3.1 试验原理及样品准备 | 第47-48页 |
| 3.1.1 试验原理 | 第47页 |
| 3.1.2 试验装置 | 第47-48页 |
| 3.1.3 试样制备及测试条件 | 第48页 |
| 3.2 煤矸石热重试验分析及自燃特征参数 | 第48-57页 |
| 3.2.1 自燃煤矸石TG/DTG曲线特征分析 | 第48-53页 |
| 3.2.2 不同升温速率条件下煤矸石TG/DTG曲线特征分析 | 第53-56页 |
| 3.2.3 公乌素矸石与其公乌素煤自燃特征参数对比分析 | 第56-57页 |
| 3.3 煤矸石自燃反应动力学分析 | 第57-66页 |
| 3.3.1 煤矸石自燃动力学机理 | 第57-58页 |
| 3.3.2 动力学方法选择 | 第58-61页 |
| 3.3.3 煤矸石反应动力学求解 | 第61-64页 |
| 3.3.4 公乌素煤矸石氧化燃烧动力学参数分析 | 第64-66页 |
| 3.4 自燃煤矸石综合燃烧特性分析 | 第66-70页 |
| 3.4.1 煤矸石综合燃烧参数计算 | 第66-69页 |
| 3.4.2 煤矸石燃烧特征参数与其内因参数的关系 | 第69-70页 |
| 3.5 自燃煤矸石FTIR光谱特征分析 | 第70-80页 |
| 3.5.1 FTIR红外光谱特征 | 第70-72页 |
| 3.5.2 煤矸石FTIR测试数据处理及分析 | 第72-80页 |
| 3.6 本章小结 | 第80-82页 |
| 4 煤矸石山热棒移热方法及关键参数 | 第82-101页 |
| 4.1 热棒工作原理及特性 | 第82-85页 |
| 4.1.1 热棒技术原理及分类 | 第82-83页 |
| 4.1.2 热棒对煤矸石山移热降温技术优势 | 第83-84页 |
| 4.1.3 防灭火热棒性能测试实验装置设计 | 第84-85页 |
| 4.2 热棒?煤堆非稳态传热模型建立 | 第85-92页 |
| 4.2.1 热棒在煤堆中传热过程模型假设 | 第85-86页 |
| 4.2.2 热棒传热过程热阻分析 | 第86-88页 |
| 4.2.3 热棒传热功率及产冷量确定 | 第88-90页 |
| 4.2.4 热棒在煤堆中影响半径及有效降温半径确定 | 第90-92页 |
| 4.3 防灭火热棒性能测试实验研究 | 第92-99页 |
| 4.3.1 方案设计及分析方法 | 第92-94页 |
| 4.3.2 单根热棒影响下煤堆温度场热行为特性 | 第94-96页 |
| 4.3.3 双根热棒影响下煤堆温度场热行为特性 | 第96-97页 |
| 4.3.4 不同热源强度下热棒对煤堆煤堆温度场分布影响 | 第97-98页 |
| 4.3.5 热棒在煤堆中产冷量计算 | 第98-99页 |
| 4.4 本章小结 | 第99-101页 |
| 5 自燃煤矸石山热棒降温数值模拟 | 第101-114页 |
| 5.1 煤矸石山自然发火数学模型 | 第101-104页 |
| 5.1.1 煤矸石山内多孔介质气体渗流理论 | 第101-102页 |
| 5.1.2 数值模拟的热力学基础 | 第102-103页 |
| 5.1.3 基于防灭火热棒性能测试平台的固热耦合模拟 | 第103-104页 |
| 5.2 煤矸石山内部火源移动规律数值模拟 | 第104-106页 |
| 5.2.1 有限元分析软件ANSYS | 第104页 |
| 5.2.2 煤矸石-热棒传热物理模型 | 第104-105页 |
| 5.2.3 网格划分及参数设置 | 第105-106页 |
| 5.2.4 边界条件 | 第106页 |
| 5.3 模拟结果分析 | 第106-113页 |
| 5.3.1 单根热棒数值模拟结果检验 | 第106-111页 |
| 5.3.2 双根热棒间距对温度场影响模拟结果 | 第111-113页 |
| 5.4 本章小结 | 第113-114页 |
| 6 热棒消除煤矸石山余热应用及效果分析 | 第114-126页 |
| 6.1 工业试验场地概况及可行性分析 | 第114-116页 |
| 6.1.1 崔木煤矿自燃矸石场概况 | 第114页 |
| 6.1.2 煤矸石山火区自燃特点 | 第114-115页 |
| 6.1.3 工业试验场地可行性分析 | 第115-116页 |
| 6.2 自燃煤矸石山热棒降温技术现场工艺 | 第116-118页 |
| 6.2.1 热棒现场安装实施方案 | 第116-117页 |
| 6.2.2 自燃煤矸石山热棒远程监测方案 | 第117-118页 |
| 6.3 崔木煤矿矸石山热棒降温效果分析 | 第118-125页 |
| 6.3.1 矿区气温特征 | 第118-119页 |
| 6.3.2 热棒轴向温度特征 | 第119-120页 |
| 6.3.3 热棒作用下煤矸石山温度特征 | 第120-125页 |
| 6.4 本章小结 | 第125-126页 |
| 7 主要结论及展望 | 第126-129页 |
| 7.1 主要结论 | 第126-128页 |
| 7.2 创新点 | 第128页 |
| 7.3 工作展望 | 第128-129页 |
| 致谢 | 第129-130页 |
| 参考文献 | 第130-144页 |
| 附录1 攻读博士期间主要成果及研究经历 | 第144-147页 |
