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运用红外热像技术探测采掘面周围小煤窑火源的技术研究

作　者: 目洪清
导　师: 何启林
学　校: 安徽理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 红外热像技术小煤窑火源探测热传导反演计算
分类号: TD752
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文采用理论研究、实验分析、现场探测等综合研究方法,对红外热像技术在小煤窑隐蔽火源探测中的应用进行了研究,并根据探测结果制定了相应的综合防灭火治理方案。在理论研究方面,对红外热像技术的相关理论进行了研究,并根据测温范围、距离系数、波段等一系列标准对红外热像仪进行选型。在实验分析方面,通过煤的热传导试验证明了新柳矿的11煤具有良好的导热性,可是随着粒径的增大,导热系数增加的越来越小。而通过红外热像试验观测对内部热源温度及表面温度的监测和对比分析,可以判断隐蔽火源存在初期发现较为容易,而随着热量的传递,隐蔽火源的探测更难,红外热像探测法优势明显。在现场探测应用方面,通过对新柳矿后期几个工作面进行的红外热像探测,并对探测的红外图像进行的具体分析,勘察出一些可能引起煤炭自燃发火的温度异常区域,运用反演计算出来的小井距离必须通过现场打钻进行验证,最后针对可能引起自燃发火的区域制订了相应措施,为新柳煤矿进一步进行综合防灭火设计提供了依据。图[47]表[8]参[50]

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-13
引言  13-15
1 绪论  15-21
  1.1 问题的提出及意义  15
  1.2 煤矿井下火源探测技术的国内外研究现状  15-18
  1.3 红外热像技术的发展及国内外研究现状  18-20
  1.4 研究内容及方法  20-21
2 红外热像技术探测小煤窑隐蔽火源的基础理论分析  21-29
  2.1 概述  21
  2.2. 红外热像技术的理论基础  21-25
    2.2.1 红外光谱概述  21-22
    2.2.2 红外辐射相关重要定律  22-24
    2.2.3 被测物体表面辐射率的作用与环境辐射的影响  24
    2.2.4 红外线辐射(IR)的传递  24-25
  2.3 煤体的热量积聚过程及影响因素  25-26
    2.3.1 煤体热量传递及升温条件  25-26
    2.3.2 温度对热量积聚过程的影响  26
    2.3.3 漏风强度对热量积聚过程的影响  26
    2.3.4 空隙率对热量积聚过程的影响  26
  2.4 本章小结  26-29
3 红外热像仪的选择及探测小煤窑隐蔽火源影响因素分析  29-37
  3.1 红外热像仪(IRI)及其选择  29-32
    3.1.1 系统结构组成  29
    3.1.2 红外热像仪分类  29
    3.1.3 红外热像仪选择  29-31
    3.1.4 新柳防火项目所用红外热像仪选型  31-32
  3.2 红外热像技术进行小煤窑火源探测影响因素分析  32-35
    3.2.1 不同发射率的影响  32-33
    3.2.2 探测距离和背景噪声的影响  33
    3.2.3 井下各种环境条件的影响  33-35
  3.3 本章小结  35-37
4 新柳煤矿煤的热传导性试验及红外热像分析  37-55
  4.1 热传导在红外探测中的应用  37-38
  4.2 煤的导热性实验测定与分析  38-45
    4.2.1 煤的导热性  38
    4.2.2 平行热线法的原理  38-40
    4.2.3 导热系数测定方法  40-41
    4.2.4 煤的导热系数实验测定  41-43
    4.2.5 实验结果与导热性规律分析  43-45
  4.3 松散煤体红外热像实验分析  45-53
    4.3.1 实验原理与实验设计  45-46
    4.3.2 实验中松散煤体表面红外图像变化特征  46-52
    4.3.3 煤表面温度与内部观测点温度比较  52-53
  4.4 本章小结  53-55
5 红外热像技术探测井下火源在新柳煤矿的应用  55-73
  5.1 新柳矿井概况  55
  5.2 山西煤矿小煤窑破坏自燃火区的特点  55-56
  5.3 热像仪软件SatReport简介  56-59
  5.4 新柳矿现场应用  59-69
    5.4.1 井下红外热像探测路线的选择  59-60
    5.4.2 小井位置的反演算法  60-62
    5.4.3 现场探测数据结果和分析  62-69
  5.5 新柳综合防灭火治理措施  69-72
    5.5.1 新型密闭墙封堵设计  69-70
    5.5.2 采空区注浆和注氮设计  70-72
  5.6 本章小结  72-73
6 结论与展望  73-75
  6.1 结论  73-74
  6.2 展望  74-75
参考文献  75-79
致谢  79-80
作者简介及读研期间主要科研成果  80

运用红外热像技术探测采掘面周围小煤窑火源的技术研究

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