新疆吉木萨尔县水西沟煤田火区碳排放量的测算研究

发布时间：2019-07-19 08:20

【摘要】：煤田火灾是由于煤层自燃而发生或有时是煤炭资源开发时伴生的一种自然灾害,这种灾害在世界各产煤地区普遍存在,在我国北方地区特别是新疆尤为严重。长期不充分燃烧的地下煤火不仅白白损耗大量的煤炭资源,而且破坏植被和土壤,同时煤火向大气层排放大量的二氧化碳等温室气体和其它有害气体,严重影响煤火发生区域乃至全球的环境。在全球变化的大背景下,碳排放交易日趋多样化和国际化,煤田火灾对环境的影响也日益受到国内外的高度重视,为此需要建立起一套不同于以往有组织温室气体排放量的适用方法,用于测算煤田火灾碳排放量,为今后煤田火灾的环境损失量估算和碳排放交易奠定基础。本研究以建立煤田火区碳排放量测算方法为主要研究目的,根据物质不灭和能量守恒定律,对处于稳定燃烧期的煤火碳排放建立了基于质-能转换的定量测算数学模型,并且以新疆吉木萨尔县水西沟煤田火区为例,进行实地勘察以获取模型所需各项参数,通过计算和验证对比形成以下结论:(1)煤火燃烧时,能量以辐射、大气对流、集中烟气释放和地下热传导这四种方式释放,碳排放量可以通过煤质参数、燃烧状态和能量的释放量来测算。建立了基于质-能换算的数学模型适用于稳定燃烧期火区的碳排量测算。(2)根据实测的火区地表温度、面积以及火区裂隙的面积、气体温度、流速及组成,计算出煤田火区年燃煤排放出的热量;然后通过热量衡算计算出火区的年燃煤量,再根据煤燃烧产生的气体迭代计算出分散排放气体年带出热量,并校正年燃煤量;最后由校正后的年燃煤量及碳含量计算出基准排放量。(3)以新疆吉木萨尔县水西沟煤田火区的各项实测数据为例,代入所建立的数学模型,测算出该火区年燃煤量为166061.4t,年碳排放量为424640t二氧化碳当量。(4)根据采气样实验分析及含碳比,水西沟煤田火区年燃煤量为129642.6t,年碳排放为393158t二氧化碳当量,结果偏保守。(5)数学模型定量测算的结果较准确,为科学定量评估煤火的环境危害提供了技术参数和测算依据。
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图片说明： 人为火灾和自然火灾两大类型。人为火灾主要是由于人灾主要由于雷电和自燃等原因导致；煤火持续发生燃烧部环境条件以及煤火燃烧深度、燃烧煤层和围岩赋存条的分布火分布不均匀，在美国煤火主要位于西部的蒙塔那、怀等州；在印度煤火主要位于贾坎德邦切里亚煤田；在南萨索尔堡煤田。中国因为地理位置特殊、气候干燥及复火灾事故最频发的国家；而且事故由来久远，早在 1600故。在中国煤火主要位于西北干燥地区，多年来，新疆区。
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图片说明： 1.1.3 煤田火灾对环境的影响煤火主要从三个方面对区域生态环境存在破坏：（1）破坏土壤和植物。同煤矿开采，随着火情的发展扩大，由于自身重力的影响，燃烧空洞上的覆岩层将会破断，随后会发生地表下沉甚至坍塌。火区及其辐射区域地表与围岩温度会由于煤火的热效应而升高，土壤涵养的水分也会因此而蒸发，，上述状况会使得植被的生长条件被破坏、植被死亡等不良情况发生。（2）污染地表以及地下水资源。煤火的热效应会导致煤层及围岩中存在的重金属元素汇集。火场裂隙、孔隙发育和火场区域内的雨雪水等都会裹挟这些重金属元素流入或渗入并严重污染地表及地下水资源。（3）污染破坏大气环境。煤火对大气环境的破坏主要包括燃烧烟气对 6000 米以下的大气环境的污染和燃烧后产生的温室气体对大气臭氧层的损坏两方面内容。
【学位授予单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD752

【参考文献】

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本文编号：2516193