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煤层露头自燃火灾演化规律数值模拟研究
煤层露头自燃火灾演化规律数值模拟研究
摘要：
煤矿是一种重要的能源资源，然而，煤层露头自燃火灾是煤矿安全的重要隐患。为了研究煤层露头自燃火灾的演化规律，本文通过数值模拟的方法对火灾过程进行研究。首先，建立了煤层露头自燃火灾的数学模型，包括煤炭物理性质、热传导和燃烧反应等方面的参数。然后，利用计算流体动力学（CFD）方法对火灾演化过程进行模拟。通过分析模拟结果，研究燃烧过程中的温度、烟气浓度和火灾蔓延速度等指标，揭示了煤层露头自燃火灾的演化规律，并提出了相应的防治措施。研究结果表明，数值模拟方法可以有效地预测和分析煤层露头自燃火灾的演化过程，为相关安全管理和控制提供了参考依据。
关键词：煤层露头自燃；火灾演化；数值模拟；燃烧反应；温度
1.引言
煤炭是世界上最重要的能源资源之一，然而，煤层露头自燃火灾是煤矿生产过程中面临的重要安全隐患。煤炭自燃是指煤炭在一定条件下自行燃烧，产生大量热量和有害气体，对矿井和人员造成严重危害。为了提前预防和控制煤层露头自燃火灾的发生，研究火灾演化规律是十分必要的。
2.研究方法
本文采用数值模拟方法对煤层露头自燃火灾的演化过程进行研究。首先，建立了煤层露头自燃火灾的数学模型，包括煤炭物理性质、热传导和燃烧反应等方面的参数。然后，利用计算流体动力学（CFD）方法对火灾演化过程进行模拟。通过对模拟结果的分析，揭示了火灾演化过程中的温度、烟气浓度和火灾蔓延速度等指标，为研究火灾的演化规律提供了理论依据。
3.结果与讨论
通过数值模拟，我们分析了火灾演化过程中的温度变化。结果表明，在火灾初始阶段，火源附近温度显著升高，随着火灾蔓延，周围温度也逐渐升高。在火灾达到一定程度后，温度达到峰值，并逐渐趋于稳定。此外，我们还研究了火灾过程中的烟气浓度变化。结果显示，火灾蔓延速度与烟气浓度呈正相关关系，随着火灾的蔓延，烟气浓度逐渐增加。
4.结论
本文通过数值模拟方法对煤层露头自燃火灾的演化规律进行了研究，揭示了火灾过程中的温度、烟气浓度和火灾蔓延速度等指标。研究结果表明，数值模拟方法可以有效地预测和分析煤层露头自燃火灾的演化过程，为相关安全管理和控制提供了参考依据。
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