鲁义教授获批湖南省杰出青年科学基金
“煤自燃过程微观孔隙结构演化及控制机理”

发布日期：2023-09-28     资料来源：资源环境与安全工程学院     责任编辑：王正

日前，湖南省自然科学基金委员会发布了2022年度湖南省自然科学基金项目的立项通知，由湖南科技大学作为牵头单位、我室鲁义教授作为项目负责人申报的“煤自燃过程微观孔隙结构演化及控制机理（2022JJ10026）”获得批准立项。项目总经费50万元。

该项目围绕煤自燃过程微观孔隙结构演化及防控机理，以煤孔隙作为煤氧复合反应供氧和产热产气运移通道，直接影响着煤持续自燃的速率，亟需探明产热氛围下孔隙演化机制及防控机理。本项目基于核磁共振分析技术，精细化表征不同氧化产热强度下孔隙结构与分布，探明煤微观孔隙演变规律及内在机制。建立煤自燃产气在产热驱动下与氧气在孔隙内“脱附-吸附-扩散-混合”耦合作用模型，揭示宏观产热产气与微观孔隙演化之间异步间隔显现机制。研究结晶粉体固流形态转变率非线性变化规律，揭示其形态转变驱动机理。基于相变传热可视化实验系统，研究孔隙内相变材料固液界面的动态演化过程和温度分布，建立孔隙界面传热模型。基于毛细管束假设，推导孔隙内流体有效扩散系数计算模型，融合X射线计算机断层扫描技术探究孔隙特征参数对有效扩散系数的影响机制。数值模拟相变流体扩散和气体运移规律，揭示其在孔隙界面的竞争性吸附机制。研究成果为从颗粒内孔和反应粒子等微小尺度下开展煤自燃高效防治提供理论支持和科学依据。

本项目的获批是安全科学与工程湖南省“双一流”学科建设战略实施的体现，项目的实施有助于结合安全科学与工程学科特点，聚焦煤矿安全领域，把握能源-材料-化学-力学-计算机等相关学科发展前沿，契合了国家发展战略、安全生产纲要及煤矿安全领域现状。