基于热管群的自燃煤矸石山降温试验研究
Experimental study on cooling of spontaneous combustion coal gangue dump based on heat pipe group
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摘要: 为防止矸石山自燃引起空气、土壤污染，避免滑坡、爆炸等灾害，从根本上解决煤矸石山自燃问题，基于热管相变传热原理，通过煤矸石山现场群管试验，研究了群管布置间距、管型组合对降温效果的影响。结果表明：群管在自燃煤矸石山的降温效果显著，100 d内，监测点最大降幅值为91 ℃，平均降温0.91 ℃/d；高温区布置间距4 m群管能够控制自燃升温，保持温度稳定下降；中温区布置间距为5 m群管能够抑制氧化升温，在部分较高温度区域还需适当改变布置间距以达到更高效降温；低温区布置间距为6 m群管能够防止温度升高，预防低温区升温自燃；热管蒸发段所在位置为矸石山降温效果最佳深度，长短管交替布置可避免长管移热过程造成浅层温度升高，有利于对煤矸石山温度的全面控制与灭火。Abstract: In order to prevent air and soil pollution caused by spontaneous combustion of gangue dump, avoid landslide, explosion and other disasters, and fundamentally solve the problem of spontaneous combustion of gangue dump, based on the principle of heat pipe phase change heat transfer, the effect of group tube spacing and tube type combination on the cooling effect was studied through the field group tube test of gangue dump. The results show that the group pipe has a significant cooling effect on spontaneous combustion coal gangue dump. Within 100 days, the maximum drop value of monitoring site is 91 ℃, and the average drop value is 0.91 ℃/day. The arrangement of group pipes with spacing of 4 m in the high temperature area can control the spontaneous combustion temperature rise and keep the temperature falling steadily. The arrangement of group tubes with spacing of 5 m in the middle temperature zone can inhibit the oxidation temperature rise, and it is necessary to appropriately change the arrangement spacing in some higher temperature zones to achieve more efficient cooling. Group tubes with spacing of 6 m in the low-temperature zone can prevent temperature rise and spontaneous combustion in the low-temperature zone. The location of heat pipe evaporation section is the best cooling depth of gangue dump, and the alternate arrangement of long and short pipes can avoid the heat transfer process caused by the shallow layer temperature rise, which is conducive to the comprehensive temperature control and fire extinguishing of gangue dump.
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Keywords:
- heat pipe /
- coal gangue dump /
- cooling effect /
- spontaneous combustion /
- arrangement distance
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