Vol. 45 No. 5 Oet. 2018
矿业安全与环保
MINING SAFETY & ENVIRONMENTAL PROTECTION
第45卷第5期 2018年10月
杜玉垒，苏未日，吴媛婧，等.自燃煤研石山内部温度拟合与可视化研究[J].矿业安全与环保，2018,45(5；32-36 文章编号：10084495(2018)05003205
自燃煤石山内部温度拟合与可视化研究
杜玉玺，苏未日，吴媛婧，赵瑜，陈景平
（中国矿业大学（北京）土地复垦与生态重建研究所，北京100083）
摘要：分析了煤研石山的自燃机理，采用土壤温度传感器测量煤研石山内部不同深度的湿度，结合传统测量手段定位温度采样点。通过MATLAB软件对每一层煤研石温度进行插值分析，有效分析煤研石山深部温度的分布特征，建立了整直方向一元三次函数拟合模型，揭示出煤研石山深部温度的变化趋势。通过相关系数和测量误差理论，确立了煤研石山深部温度报合最优模型，实现了自燃煤研石山的火源定位及温度分布可视化，可为自燃煤研石山灾害预警及治理提供技术指导。
关键词：煤研石；自燃；深部温度；火源定位；可视化；拟合模型
中图分类号：TD75*1;X752
文献标志码：A
Study on Fitting and Visualization of Internal Temperature of Spontaneous
Combustion Gangue Hill
DU Yuxi,SU Weiyue, WU Yuanjing,ZHAO Yu, CHEN Jingping
( Instinde of Land Reclamation and Ecological Restoration, China Uninersity of Mining and Technology( Bejing) ,
Beijing 100083, China)
Abstract : In this paper,the spontaneous combustion mechanism of coal gangue hill was analyzed, the temperature at diferent depths of coal gangue hill was measured by soil temperature sensor,and the temperature sampling point was located by combining aaa on aemos el poeodraug ser angut ro aker oe jo anadan al poa uaansea [eropen analyze the distribution characteristics of the deep temperature of coal gangue hills. A fitting model of cubic function of one variable in vertical direction was established to reveal the changing trend of the temperature in the depth of coal gangue hills. The optimal fitting model of deep temperature of coal gangue hill was established by the corelation coefficient and measurement error theory the fire souroe localization and temperature distribution visualization of spontaneous combustion coal gangue hill were realized, i can provide technical guidance for the early warning and treatment of spontaneous coal gangue disaster.
Keywords : coal gangue;spontaneous combustion ;deep temperature;fire source location; visualization;fitting model
煤碎石是煤炭开采加工过程中的产物，约占煤
炭总产量的10%~15%。据不完全统计，自前我国煤研石累积量已达50亿t，成为矿区主要的固体废弃物和污染源之一。大量煤砰石在露天情况下，经过风吹雨淋，极易发生风化、氧化等反应，煤碎石中的硫铁矿氧化放热，使其内部温度升高甚至发生自燃。自燃的煤研石山不仅会释放SO，、CO等有毒气体，还会析出Cd、Zn、Cu等重金属[2],严重污染当地的空气、土壤及地下水。在我国自前煤研石山中
收稿日期：2017-12-14;2018-01-15修订
基金项目：国家自然科学基金项目（41371502）
作者简介：社玉垒（1993一），男，山东潍坊人，硕士研究生，主要从事矿区土地复垦与生态修复、热红外遥感等方面的研究。Email;yuxidu2627@163com。
· 32 · 万方数据
存在自燃倾向或正在自燃的大约有30%[3]，发生爆炸事故50余起，造成百余人受伤或死亡[4]。及时掌握煤石山深部温度分布状况，采取有针对性的防灭火措施，可以有效防止煤研石山自燃灾害事故的发生。目前通常采用红外热像仪获取煤研石山表面温度，利用全站仪或近景摄影测量技术获取特征点的坐标，达到表面温度数据与空间数据的融合。 LewifiskaP等(S)将红外热像仪与激光扫描仪结合，生成煤研石山表面的数字地形模型；JendrusR[]分别利用红外测温和钻孔测温的方法对模拟的3座煤研右山进行了长达3个月的监测，分析煤研右山表面及深部温度的变化，预测具有自燃倾向的煤研石山区域。我国在煤石山深部温度场及火源位置确定方面的研究较少，刘二永等17通过推导煤砰石山内部一元量体积所释放的热量传输到煤研石山表面