中国安全生产科学技术2021,Vol.17Issue(8) :57-63.DOI:10.11731/j.issn.1673-193x.2021.08.009

取芯过程中煤芯温度分布特征模拟研究

Simulation study on temperature distribution characteristics of coal core in core-taking process

张康佳 王兆丰 王龙 董家昕 王俏
中国安全生产科学技术2021,Vol.17Issue(8) :57-63.DOI:10.11731/j.issn.1673-193x.2021.08.009

取芯过程中煤芯温度分布特征模拟研究

Simulation study on temperature distribution characteristics of coal core in core-taking process

张康佳 1王兆丰 2王龙 3董家昕 1王俏1
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作者信息

  • 1. 河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454003
  • 2. 河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454003;煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心,河南焦作454003;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作454003
  • 3. 湘潭大学环境与资源学院,湖南湘潭411105
  • 折叠

摘要

针对取芯过程瓦斯解吸受煤芯的温度影响不明,造成煤层瓦斯含量测不准的问题,开展对取芯过程煤芯温度分布特征研究.采用自主研制的取芯管自动测温装置在赵固二矿原生结构煤层(f=1.71)进行深度20 m的取芯试验,获得取芯管管壁温升变化规律,变化曲线分为4个阶段:缓慢上升、加速上升、减速上升、缓慢下降阶段;应用COMSOL建立含瓦斯煤传热模型,将管壁的温度变化设置为边界条件,模拟取芯过程煤芯与管壁之间的热交换.结果 表明:在取芯时间30 min内,煤芯平均温度快速上升,之后上升速度趋于平稳;在煤芯内,相同时刻,等间距的轴向与径向距离,径向较轴向的温度梯度较大,径向传导快于轴向传导;取芯过程煤芯径向温度Ta与径向距离d、时间t满足指数函数关系.研究结果可为测定取芯过程煤芯的瓦斯损失量提供参考依据.

关键词

取芯过程/煤芯温度/取芯管/管壁温度

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基金项目

国家自然科学基金(51274090)

河南省高校科技创新团队支持计划(171RSTHN030)

河南省高等学校重点科研项目(19B440002)

河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地开放基金(WS2018B13)

出版年

2021
中国安全生产科学技术
中国安全生产科学研究院

中国安全生产科学技术

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.119
ISSN:1673-193X
参考文献量11
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