崔余岩开题报告.doc

辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 指 导 教 师 何峰老师 院（系、部） 力学与工程学院 专 业 班 级 工程力学09-1班 学 号 姓 名 日 期 2013年3月22日 教务处印制 一、选题的目的、意义和研究现状 1、选题的目的和意义 ?煤层自燃又称煤层自然发火，是指在没有外来热源的情况下，由于煤自身氧化积热，使煤的温度升高而发生的燃烧现象。煤的氧化和自燃是基——链反应，即具有自燃倾向性的煤与空气接触，能吸附空气中的氧而在煤的表面生成不稳定的初级氧化物，使煤的化学活性增强，进而煤的氧化速度加快，氧化放热量加大，当热量不能及时散发时，煤温就会逐渐升高，当达到煤的着火点时(300-350℃)，便开始自燃。 煤矿自燃火灾的发生发展不仅影响周围的环境,而且对矿山边坡失稳造成重大影响。边坡工程是国内外岩土工程界研究热点之一。边坡失稳破坏的原因很多,有的是 因人类干预而引起的,有的是因自然条件的变化而发生的。自燃给露天矿带来边坡稳定问题，增加了日常边坡管理的难度。露天矿的北端帮由于煤的自燃，破坏了原设计的边坡角度，容易发生北端帮台阶塌方、滑坡事故。由于很多煤矿属于深凹露天矿，煤炭自燃所产生的大量有毒、有害气体很难排出坑外，生产现场作业人员的身体健康受到一定伤害，污染了环境，影响了设备操作人员的视线。因此,人们越来越重视有关边坡稳定问题,对边坡工程的加固与设计研究也越来越向纵深发展。由于露天边坡下面煤体的自燃,都会存在一个边坡稳定性的问题。煤体燃烧后形成空洞越大,就越易形成高陡边坡,边坡的稳定性就越差。为了保证在煤体自燃后保持边坡的稳定,用Ansys对整体边坡自燃前后的位移场,应力应变场的分析,来确定满足边坡稳定的因素。 2、国内外的研究现状氧化热的环境；④在上述3个条件同时具备的状态下，持续一定的时间，使煤体可以达到着火温度。只要同时具备上述4个条件，煤炭自燃发火即可发生。但实际中很难找出某两次煤炭自燃发火的发生条件是完全相同的。这样，对煤炭自燃发火的条件就很难作出定量分析。 煤炭自燃经常发生的地点是：①有大量遗煤而未及时封闭或封闭不严的采空区（特别是采空区内的联络眼附近和停采线处）；②巷道两侧和遗留在采空区内受压的煤柱；③巷道内堆积的浮煤或煤巷的冒顶、垮帮处。 煤层自燃的研究分三个层面: 运用遥感技术调查区域性煤层自燃的分布和危害; 运用煤岩学和地球化学等方法研究煤层自燃的临界值和气体释放规律; 研制火灾样检测传感元件进行火灾的预测预报、抑制起火的最佳通风和建立控风、防灭火专家系统, 进行煤矿火灾的综合防治。 我国对煤层燃烧及其影响的实地考查可能始于 1944 年。当年黄汲清、程裕淇实地考证了新疆侏罗系煤层的自燃及对围岩影响的情况。 60 年代以来, 遥感技术引入煤层自燃的研究领域。 矿区内煤层燃烧引起的人员死亡等灾害, 迫使人们从通风、阻燃材料、 煤层发火机理和阶段等方面全面系统地研究煤层火灾的问题。20世纪80年代初，我国开始利用航天和航空遥感技术对煤田火区进行探测。分别在陕西、山西、宁夏、内蒙古、新疆开展了遥感探测和监测试验。 在国外, Laks Arthur 于 1907 年已注意到煤层自燃现象及其对于周围环境的影响。Granda 等于1942 年提出了利用热红外双波段技术确定隐伏体位置的设想；Greene ( 1969) 利用航空热红外技术研究了美国宾夕法尼亚的煤层火, 经对比井中测温数据,建立了简单的热传导模型; 随后, 世界许多国家的研究者利用遥感技术研究煤层自燃, 运用卫星数据实现煤层自燃环境灾害的动态监测与环境影响评价的探索。Chamberiain等于 1971 年得出, 温度为 60～120℃时, 燃烧出现, 150 ℃才能见到火焰。 1994年-1998年，在欧洲联盟资助下，中国科学家与来自荷兰、德国、英国等国的科学家合作，首次全面地研究了用遥感手段进行煤层自燃探测、测量和监测的途径和方法，并建立了世界上第一套煤层自燃动态监测地理信息系统。据必威体育精装版的遥感体探测统计表明，新疆是我国煤层自燃最严重的地区。 为了保证在煤体自燃后保持边坡的稳定,用Ansys 对整体边坡自燃前后的位移场,应力应变场的分析,来确定满足边坡稳定的因素。 二、研究方案及预期结果 1、设计方案或论文主要研究内容 1.1主要设计方案思路 本文主要是