新疆吉木萨尔县水西沟煤田火区碳排放量的测算研究

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。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 煤田火灾的发生、分布及其环境影响

1．2 国内外研究现状

1．3 本研究的目的和意义

1．4 研究内容和技术路线

1．5 本章小结

第2章 数学模型的建立

2．1 数学模型建立的方法

2．2 建立数学模型的步骤

2．3 本章小结

第3章 研究区概况

3．1 煤田地质概况

3．2 煤田火区概况

3．3 火区实地勘察测量

3．4 本章小结

第4章 水西沟煤田火区碳排放量的测算

4．1 数学模型在火区的应用

4．2 火区碳排放量的验证

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 论文展望

参考文献

附录

致谢

作者简历