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沉积煤尘卷扬诱发燃爆过程实验研究
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作者 范晶 马砺 +2 位作者 张鹏宇 张庆勇 石新慧 《工程科学学报》 北大核心 2025年第8期1602-1615,共14页
电厂制粉系统运行时具有环境温度高、设备表面的沉积煤尘易出现热失控的特点,自燃煤尘被卷扬后可能会诱发燃爆.为揭示煤尘在气流卷扬作用下诱发粉尘云燃爆过程,本研究搭建煤尘燃爆实验装置,从自燃过程及特征参数、卷扬燃爆临界条件、燃... 电厂制粉系统运行时具有环境温度高、设备表面的沉积煤尘易出现热失控的特点,自燃煤尘被卷扬后可能会诱发燃爆.为揭示煤尘在气流卷扬作用下诱发粉尘云燃爆过程,本研究搭建煤尘燃爆实验装置,从自燃过程及特征参数、卷扬燃爆临界条件、燃爆行为及机制等方面进行了研究.结果表明:热传导和氧化放热是沉积煤尘自燃过程高温点迁移的主因,高温点由热表面向上再向下移动;最高温度、燃烧蔓延和衰减阶段时间随堆积厚度增加而增加,8 mm、10 mm厚度下最高温度和燃烧蔓延阶段时间分别为538℃、510℃、810 s、1520 s.煤尘卷扬诱发燃爆包含颗粒分散、喷射传播、燃爆蔓延、熄灭四个阶段,离散火焰形成并引燃可燃气体形成连续性火焰是喷射传播阶段的重要特征.中心温度为280~420℃的煤尘层卷扬后可诱发燃爆;随着中心温度的增加,火焰传播速度先增加后减小,固体残余物粒径、表面平滑度降低;爆炸强度随煤尘质量增加先增加后减小.沉积煤尘燃爆是由碳颗粒非均相燃烧和CO、H2等挥发分均相燃烧共同作用导致,低浓度、低自燃程度的煤尘燃爆由非均相燃烧主导;两种点火机制的耦合作用也会造成燃烧不完全、二次引燃和多点火源等现象.本研究对工业制粉系统的自燃诱发爆炸灾害防治提供了理论依据. 展开更多
关键词 沉积煤尘 温度演化 煤尘云燃爆 火焰传播 诱发机制
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矸石山自燃的温度场模型 被引量:13
2
作者 刘二永 汪云甲 +2 位作者 顾强 丁曙光 盛耀彬 《矿业安全与环保》 北大核心 2007年第4期9-12,共4页
尝试借鉴土壤的传热模型,建立煤矸石的温度场模型。该模型主要取决于煤矸石的温度变化,而温度的获得相对较容易。用温度场模型进行计算,可以得出结论:煤矸石最先发生自燃的点是在2m左右,并且能够大概预测出2m处升到临界温度的时间。得... 尝试借鉴土壤的传热模型,建立煤矸石的温度场模型。该模型主要取决于煤矸石的温度变化,而温度的获得相对较容易。用温度场模型进行计算,可以得出结论:煤矸石最先发生自燃的点是在2m左右,并且能够大概预测出2m处升到临界温度的时间。得到的结论和实际的观测是吻合的,该法具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 煤矸石 自燃 数学模型 温度场 导温率
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小型常压煤粉仓惰性气体保护系统设计及应用 被引量:15
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作者 徐尧 王乃继 肖翠微 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第8期115-117,63,共4页
为解决煤粉仓CO浓度或温度增高导致的自燃问题,根据煤粉工业锅炉系统燃料安全储存需求,参照相关国家标准和国外设计手册,提出了小型常压煤粉仓惰性气体保护系统设计计算方法和系统控制方案。针对2台容积40 m3的煤粉仓设计了小型常压煤... 为解决煤粉仓CO浓度或温度增高导致的自燃问题,根据煤粉工业锅炉系统燃料安全储存需求,参照相关国家标准和国外设计手册,提出了小型常压煤粉仓惰性气体保护系统设计计算方法和系统控制方案。针对2台容积40 m3的煤粉仓设计了小型常压煤粉仓惰性气体保护系统,当检测到煤粉仓内CO体积分数达1 200×10-6或任意一处温度高于70℃时,系统可通过自动启动、手动启动、机械应急启动3种方式对煤粉仓保护,结合工程实例对该系统予以验证。结果表明:采用低压CO2惰化系统对煤粉仓实施保护,当保护气体CO2的储存量为355 kg,可明显降低煤粉自燃的风险。 展开更多
关键词 煤粉仓 煤粉自燃 惰化保护 低压CO2 灭火系统
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堆放方式对煤堆自燃升温过程的影响分析 被引量:11
4
作者 刘星魁 屈丽娜 常绪华 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2017年第1期38-44,共7页
为了研究露天煤堆自燃过程中温度的变化特征及其影响因素,在考虑风压、热压和质量扩散等驱动力的情况下建立了二维干燥煤堆传热传质数学模型,利用FLUENT软件对煤堆内部各类场信息进行分析。结果表明:干燥煤堆升温过程大致符合指数特征,... 为了研究露天煤堆自燃过程中温度的变化特征及其影响因素,在考虑风压、热压和质量扩散等驱动力的情况下建立了二维干燥煤堆传热传质数学模型,利用FLUENT软件对煤堆内部各类场信息进行分析。结果表明:干燥煤堆升温过程大致符合指数特征,在文中设置的边界条件下,高温点位于煤堆中下部,距迎风面大致3 m;煤堆高度越高,内部升温速率越快,其对升温速率的激励影响主要体现在自燃后期;放缓迎风角能降低升温速率,使高温区向迎风面移动;分粒径堆放可显著减缓煤堆升温速率。根据结论,煤堆放置应根据实际条件尽量降低煤堆高度,放缓坡迎风倾角,并将粗细粒径分区堆放,以延长安全存放时间。 展开更多
关键词 煤堆 堆放方式 漏风 氧气 温度
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屯兰矿自燃煤矸石山火情系统诊断研究 被引量:6
5
作者 辛亚 王晓军 +3 位作者 陈文英 王兵 梅傲雪 温美佳 《洁净煤技术》 CAS 2015年第6期114-118,122,共6页
为了准确掌握自燃矸石山的火情规律,因地制宜地制定灭火防复燃措施,采用系统分析方法,紧密结合一座"倒坡式"堆积矸石山的治理工程,跟踪研究其火情特征,建立火情诊断程序。结果表明,矸石山的自燃发生动态历经潜伏自热、加速氧... 为了准确掌握自燃矸石山的火情规律,因地制宜地制定灭火防复燃措施,采用系统分析方法,紧密结合一座"倒坡式"堆积矸石山的治理工程,跟踪研究其火情特征,建立火情诊断程序。结果表明,矸石山的自燃发生动态历经潜伏自热、加速氧化升温和稳定燃烧3个阶段;系统内外要素相互作用使其自燃发生动态呈现复杂性和不确定性,这可通过系统分析对关键要素通风与给水状况加以控制而得到消解;对高温区内外结构分析得出其燃点大多位于坡中上部的地表下约3 m处。这种采用系统分析方法对煤矸石山火情进行诊断的思路,应成为此类矸石山治理的方向。 展开更多
关键词 煤矸石山 自燃 火情 系统诊断 要素
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自燃采空区注浆灭火浆液的扩散行为研究 被引量:14
6
作者 赵磐 邬剑明 周春山 《矿业安全与环保》 北大核心 2013年第1期37-39,51,共4页
从影响煤层自然发火的地质因素入手,分析了自燃采空区上覆岩层地质类型与煤自然发火的关系,推导了宾汉姆流体型浆液渗透注浆扩散公式,并对自燃采空区中浆液的扩散行为进行了数值模拟,结果表明:当注浆压力达到2.5 MPa时,浆液扩散范围不... 从影响煤层自然发火的地质因素入手,分析了自燃采空区上覆岩层地质类型与煤自然发火的关系,推导了宾汉姆流体型浆液渗透注浆扩散公式,并对自燃采空区中浆液的扩散行为进行了数值模拟,结果表明:当注浆压力达到2.5 MPa时,浆液扩散范围不再增大,稳定在4.5 m左右。最后通过现场实践数据验证了模拟结果的准确性。 展开更多
关键词 自燃采空区 裂隙 宾汉姆流体 离散元法
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水在金属硫化矿体自燃中的作用 被引量:10
7
作者 仇勇海 陈白珍 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 1996年第3期5-10,共6页
金属硫化矿物氧化起因于硫化矿石固液相界面的电化学反应。水是硫化矿石自热、自燃的关键。注水、石灰水及其他阻化剂的阻燃方法忽视了水溶液中游离氧在硫化矿物氧化过程中所起的巨大作用,因而收效甚微。注水对自燃的矿石有一定的物理... 金属硫化矿物氧化起因于硫化矿石固液相界面的电化学反应。水是硫化矿石自热、自燃的关键。注水、石灰水及其他阻化剂的阻燃方法忽视了水溶液中游离氧在硫化矿物氧化过程中所起的巨大作用,因而收效甚微。注水对自燃的矿石有一定的物理降温作用,但对未燃矿石则起了电化学升温作用,对深部矿体则起了预热预氧化作用。 展开更多
关键词 硫化矿 矿山自燃 游离氧 金属硫化矿
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地面储煤堆自燃规律的实验研究 被引量:16
8
作者 李树刚 徐精彩 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 2000年第3期229-231,共3页
通过现场实测和实验室试验,在分析地面储煤堆自燃规律的基础上,研制出可伸缩深基点测温仪表,并应用于大同矿务局煤峪口矿露天储煤场,得出煤堆自热层、自燃层深度值及煤峪口地面储煤堆自燃的内在特性。
关键词 储煤堆 深基点测温 自燃规律 自然发火 实验研究
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煤矸石山事故类型及天安四矿爆炸成因新认识 被引量:5
9
作者 王田 赵光杰 +3 位作者 胡社荣 魏云松 黄盼盼 张同同 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第4期96-99,共4页
统计了世界各地17起煤矸石山爆炸引起的死亡事故,并根据死亡人数及引起煤矸石山活动的方式将煤矸石山爆炸事故划分为一般、较大、重大、特大四类,其灾害成因类型划分为滑坡、坍塌、泥石流和爆炸四类。通过实地调查,结合相关资料进行分析... 统计了世界各地17起煤矸石山爆炸引起的死亡事故,并根据死亡人数及引起煤矸石山活动的方式将煤矸石山爆炸事故划分为一般、较大、重大、特大四类,其灾害成因类型划分为滑坡、坍塌、泥石流和爆炸四类。通过实地调查,结合相关资料进行分析,指出了引发天安四矿煤矸石山爆炸发生的成因。通过观察取矸、堆矸的过程与方式,发现雨水是诱发煤矸石山爆炸的关键因素;分析得出雨水对煤矸石山两次爆炸的作用不同。这一研究,不仅重新认识了煤矸石山爆炸的成因,而且为煤矸石山的灾害防治工作提供了重要依据。 展开更多
关键词 煤矸石山 爆炸成因 事故类型
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煤矸石山自燃防治措施 被引量:8
10
作者 贾宝山 章庆丰 孙福玉 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2003年第4期512-513,共2页
为解决矿区部分煤矸石山发生自燃后,自燃产物给矿区的生态环境造成的严重污染及对人身的安全带来危害,论述了煤矸石山自燃的条件及其特征,从预防和灭火两方面介绍了一些自燃防治措施,同时对防治措施的优缺点进行了分析,特别是深部注浆... 为解决矿区部分煤矸石山发生自燃后,自燃产物给矿区的生态环境造成的严重污染及对人身的安全带来危害,论述了煤矸石山自燃的条件及其特征,从预防和灭火两方面介绍了一些自燃防治措施,同时对防治措施的优缺点进行了分析,特别是深部注浆法防治煤矸石山自燃,现场实施效果较好。 展开更多
关键词 煤矸石山 煤炭自燃 防治措施 矿山火灾 矿山安全 自燃条件
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煤堆自燃升温规律与漏风特征的数值模拟 被引量:8
11
作者 刘星魁 杨书召 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第5期610-614,共5页
为了研究露天煤堆内部的漏风分布特征以及漏风特征对煤自燃升温的影响,在考虑风压、热压和质量扩散等驱动力的情况下建立了二维干燥煤堆传热传质数学模型,利用FLUENT软件对煤堆内部漏风分布与升温规律进行分析。计算结果表明:煤堆在迎... 为了研究露天煤堆内部的漏风分布特征以及漏风特征对煤自燃升温的影响,在考虑风压、热压和质量扩散等驱动力的情况下建立了二维干燥煤堆传热传质数学模型,利用FLUENT软件对煤堆内部漏风分布与升温规律进行分析。计算结果表明:煤堆在迎风面漏风风速最高,背风面最低,中间递减,高温区位于迎风坡附近漏风强度适中,氧气充足的蓄热区。大气风速越低煤堆升温速率越慢,低于临界风速,煤堆可以安全存放。风速较高时,风速对煤堆自燃的影响主要体现在高温区位置,而非升温速率。现场可根据风速、煤堆松散度、堆放方式等因素事先评估自燃危险性,以便及时采取措施,提高防火工作效率。 展开更多
关键词 煤堆自燃 漏风分布特征 升温规律
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自燃煤矸石山爆炸的危害及治理技术 被引量:9
12
作者 潘荣锟 余明高 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2007年第5期484-488,共5页
自燃煤矸石山濒发爆炸事故,会造成大量的人员伤亡和经济损失,从而极大地影响煤炭企业的快速发展.结合某矸石山爆炸的实际情况,分析诱发自燃煤矸石山爆炸的主要因素,指出其爆炸所产生高压、高温热浪、粉尘、冲击波等对周围环境的危害,提... 自燃煤矸石山濒发爆炸事故,会造成大量的人员伤亡和经济损失,从而极大地影响煤炭企业的快速发展.结合某矸石山爆炸的实际情况,分析诱发自燃煤矸石山爆炸的主要因素,指出其爆炸所产生高压、高温热浪、粉尘、冲击波等对周围环境的危害,提出自燃煤矸石山爆炸的防治措施,对促使煤炭企业意识到矸石山爆炸的危害并主动预防矸石山爆炸具有重要的现实意义. 展开更多
关键词 煤矸石 自燃煤矸石山 爆炸机理
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红阳三矿新煤矸石山自燃的预防措施 被引量:5
13
作者 贾宝山 韩德义 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2004年第6期13-15,共3页
针对红阳三矿新煤矸石山的自燃预防问题,通过自燃原因分析与预防措施确定,提出了碾压覆盖和边界注浆相结合的防治施工方案,科学、经济而合理,现场实施效果良好,达到了预防新矸石山自燃的目的。
关键词 煤矸石山 自燃 预防
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煤矿矸石山灭火治理与自燃预警技术研究 被引量:12
14
作者 朱留生 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第8期111-114,共4页
为有效治理煤矿矸石山的自燃及防止灭火后的矸石山二次复燃,从矸石山自燃原理、灭火方法和灭火材料选择等方面进行了分析。以石灰、黄土、粉煤灰、电石渣为注浆材料,采用注浆法和自主研发的温度在线检测、远程无线传输和温度超限报警的... 为有效治理煤矿矸石山的自燃及防止灭火后的矸石山二次复燃,从矸石山自燃原理、灭火方法和灭火材料选择等方面进行了分析。以石灰、黄土、粉煤灰、电石渣为注浆材料,采用注浆法和自主研发的温度在线检测、远程无线传输和温度超限报警的自燃预警技术装置,对寺河煤矿自燃矸石山进行了灭火和自燃预警应用,取得了良好效果。 展开更多
关键词 矸石山 自燃 灭火 注浆法 注浆材料 自燃预警技术
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采场调压数学模型在煤矿火区治理中的应用 被引量:1
15
作者 李舒伶 王树刚 刘剑 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 1999年第1期39-42,共4页
采场调压可改变采场内气体流动的状况,抑制采空区自然发火。笔者采用Ward 非线性运动方程,建立采场调压数学模型,利用有限元法对其进行求解。通过对小恒山煤矿东正巷出口的调压进行计算机模拟,从而掌握火区内部参数的变化趋势... 采场调压可改变采场内气体流动的状况,抑制采空区自然发火。笔者采用Ward 非线性运动方程,建立采场调压数学模型,利用有限元法对其进行求解。通过对小恒山煤矿东正巷出口的调压进行计算机模拟,从而掌握火区内部参数的变化趋势,及时预测调压潜力及效果,指导调压措施的进一步实施。 展开更多
关键词 采场调压 数学模型 漏风源汇 煤矿 矿山火灾
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基于轨迹发生器的捷联惯导算法仿真研究 被引量:7
16
作者 罗宇锋 刘勇 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第6期867-871,共5页
为了克服基于半实物的捷联惯导算法仿真研究容易受到各种干扰因素影响的缺陷,更好检验仿真性能,提出一种基于轨迹发生器的捷联惯导算法仿真研究方法。通过给出系统结构图,根据任务要求设计出载体的轨迹发生器,从而获得惯性器件和载体导... 为了克服基于半实物的捷联惯导算法仿真研究容易受到各种干扰因素影响的缺陷,更好检验仿真性能,提出一种基于轨迹发生器的捷联惯导算法仿真研究方法。通过给出系统结构图,根据任务要求设计出载体的轨迹发生器,从而获得惯性器件和载体导航参数的输出,进而通过捷联惯导解算得出的解算数据与轨迹发生器的输出数据对比,获得载体输出误差数据。最后,对轨迹发生器和误差数据进行Matlab仿真验证,实验结果表明了该方法的正确性和有效性,达到了检验捷联惯导仿真性能的目的,具有一定工程实际意义。 展开更多
关键词 捷联惯导 轨迹发生器 解算数据 误差数据
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矸石山自燃整体升温现象及其理论解释 被引量:3
17
作者 梁铁山 谷明川 《中国矿业》 北大核心 2009年第4期93-95,101,共4页
温度变化是矸石山自燃发生、蔓延或者失去维持能力最主要的特征,了解具有反应性的矸石山温度变化规律,对提高自燃灾害防范能力和灭火工艺成功率具有重要意义。在对平煤集团多座自燃或没有自燃矸石山温度测试和观察中,发现矿井矸石山的... 温度变化是矸石山自燃发生、蔓延或者失去维持能力最主要的特征,了解具有反应性的矸石山温度变化规律,对提高自燃灾害防范能力和灭火工艺成功率具有重要意义。在对平煤集团多座自燃或没有自燃矸石山温度测试和观察中,发现矿井矸石山的内部温度异常上升具有整体变化的现象。本文对这种现象进行了归纳,并分析了该现象背后的控制因素。这种规律,对矸石山自燃防范和灭火后防止复燃的监测工作具有指导意义。 展开更多
关键词 煤矿矸石山 自燃 温度变化 规律 自燃防范
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GM(1,1)模型在含硫矿堆温度场预测中的应用 被引量:1
18
作者 阳富强 吴超 +2 位作者 贾永军 许明情 易斌 《矿业快报》 2007年第6期13-15,共3页
介绍了等时距GM(1,1)模型与不等时距GM(1,1)模型的一些基本理论,并尝试将不等时距GM(1,1)模型运用到含硫矿堆温度场的预测当中,这对含硫矿堆自燃的防治具有一定的指导意义。
关键词 含硫矿堆 温度场 GM(1 1)模型 预测
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中国北方地下煤层发火概率统计分析
19
作者 刘晓晨 武建军 +1 位作者 赵菲菲 刘明 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期7-13,共7页
二项逻辑回归模型能够弥补样本量小、自变量类型不统一等不足,对因变量数据假设的要求较低,可用来预测具有二分特点的因变量概率值。以新疆现存的地下煤火火点与随机生成的控制点作为建立回归方程的样本,以煤质指标中的灰分、挥发分、... 二项逻辑回归模型能够弥补样本量小、自变量类型不统一等不足,对因变量数据假设的要求较低,可用来预测具有二分特点的因变量概率值。以新疆现存的地下煤火火点与随机生成的控制点作为建立回归方程的样本,以煤质指标中的灰分、挥发分、硫分、发热量,煤层上覆岩层的地质年代、地表坡度与深大断裂带的分布,以及干燥度、人口密度与矿区的管理水平等11个指标作为自变量,以火点为1与控制点为0作为因变量值,运用二项逻辑回归模型建立回归方程,并预测了中国北方11个省区的地下煤层发火(地下煤火)概率。结果显示,研究区内地下煤火发火概率的分布局势总体上为:东部等级高且集中;西部等级较低;在各大煤田中,极高与高等级发火概率均有分布。经验证,研究结果精度可达67.7%左右,且预测高发区与原煤火发生区域相当匹配,中国北方地下煤火的发火概率等级分布图可以作为灭火工程实施与火区治理的参考。 展开更多
关键词 中国北方 地下煤火 二项逻辑回归 预测 统计分析
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自燃矸石山火源位置确定及注浆防灭火技术应用研究 被引量:2
20
作者 郑万成 褚廷湘 赵波 《能源与环保》 2023年第8期1-5,共5页
针对矸石山自燃产生大量有毒有害的CO、SO_(2)以及H_(2)S等气体,对矿区周围生态及居民健康造成严重威胁的问题,采用先打钻测温确定矸石山自燃区域的火源位置再进行注浆防灭火处理措施,通过分析距边坡不同深度钻孔的温度分布得出矸石山... 针对矸石山自燃产生大量有毒有害的CO、SO_(2)以及H_(2)S等气体,对矿区周围生态及居民健康造成严重威胁的问题,采用先打钻测温确定矸石山自燃区域的火源位置再进行注浆防灭火处理措施,通过分析距边坡不同深度钻孔的温度分布得出矸石山自燃区域火源位于距离边坡3 m深处,矸石山自燃区域发展规律为由自燃火源处向外侧边坡蔓延。在确定自燃火源位置的基础上,采用注浆防灭火措施对矸石山自燃灾害进行治理,注浆过程中先常压缓慢注入低浓度浆液,再带压注入高浓度浆液,最后对自燃区域表面喷洒浆液隔绝氧气。注浆完成后,矸石山高温区域逐渐降至常温,CO气体浓度逐渐减小并消失。通过连续的温度和气体监测表明,矸石山注浆能达到长期防灭火的目的,研究可为矸石山的自燃灾害治理提供参考。 展开更多
关键词 矸石山自燃 火源位置 注浆防灭火
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