变氧浓度条件下煤自燃特性参数实验测试

利用煤自然高温程序升温实验台对清水营煤矿煤样在变氧环境下的耗氧速率、气体释放速率及放热强度等自燃特性参数进行测试。测试结果表明:在不同氧浓度条件下,煤样的耗氧速率在不同阶段变化规律不同;在程序升温过程中,CO和CO2气体产生速度可预报煤层的氧化、自燃状况;在不同氧浓度下煤样的放热强度规律也很明显。测试结果为采空区遗煤自燃防治提供了理论基础。     

CO2对煤炭氧化自燃抑制作用的影响研究

通过煤炭自然氧化程序升温实验,采用程序升温实验系统等设备,对比分析煤样中通入不同浓度CO2条件下的相关参数的变化情况,针对性分析研究CO2对阳煤二矿易自燃高瓦斯的15号煤层氧化自燃的抑制性能。研究表明:CO2对阳煤二矿15号煤层煤样自然氧化发火过程具有显著抑制作用,尤其是20%浓度的CO2对煤样高温氧化阶段的抑制作用强烈;CO2的注入驱离了煤样中的O2,降低了煤样中O2浓度。同时,延迟推后了CO、CH4等自然氧化产物出现,且其浓度低于未注入CO2的煤样,降低了煤样的耗氧速率和CO产生率,抑制和延迟了煤样自然氧化的发生和发展过程。     

CO〈sub〉2〈/sub〉抑制煤氧吸附过程的实验研究

煤对CO2的吸附能力较强,CO2分子会优先吸附在煤表面,减少O2的吸附量,抑制煤氧吸附过程。通过程序升温实验,研究CO2对煤氧吸附的抑制作用,测定煤样在不同CO2浓度下产生O2、CO、CH4的浓度值,分析CO2浓度对耗氧速率、CO产生率的影响规律。结果表明,37%～50%浓度的CO2对煤体耗氧速率的抑制效果明显,对煤样的CO产生率及甲烷浓度有降低作用,说明CO2能够有效抑制煤氧吸附过程,防止煤炭氧化自燃的发生。研究结果对CO2防灭火技术的开发与应用具有指导作用。     

CO2抑制煤氧吸附过程的实验研究

煤对CO2的吸附能力较强,CO2分子会优先吸附在煤表面,减少O2的吸附量,抑制煤氧吸附过程。通过程序升温实验,研究CO2对煤氧吸附的抑制作用,测定煤样在不同CO2浓度下产生O2、CO、CH4的浓度值,分析CO2浓度对耗氧速率、CO产生率的影响规律。结果表明,37%~50%浓度的CO2对煤体耗氧速率的抑制效果明显,对煤样的CO产生率及甲烷浓度有降低作用,说明CO2能够有效抑制煤氧吸附过程,防止煤炭氧化自燃的发生。研究结果对CO2防灭火技术的开发与应用具有指导作用。     

三道岭矿区煤层自然发火机理研究

通过现场采集煤样的实验室测试和分析,从煤的元素、自燃倾向、动力学参数分析、建立最短自燃发火期数学模型等方面系统研究,取得了三道岭矿区煤层自燃特性参数,为矿井防灭火工作提供了依据。     

煤程序降温实验研究

通过对煤样进行程序升温、降温实验,研究煤炭升温后降温过程中气体产生情况及规律,并与升温过程中实验结果进行对比分析,发现降温过程与升温过程中煤自燃特性参数及气体产生情况有相似的地方,但也存在一定差异。CO在升温实验中出现温度和降温实验中消失温度相同,但C2H4与C2H6出现、消失的温度都不同,CO/CO2的比值也有所不同。     

离子液体处理煤的低温氧化特性

为考察离子液体对不同变质程度煤氧化特性的影响,从经济性和适用性方面考虑,选用低质量分数(5%)的[BMIM][BF4]及褐煤、1/3焦煤和无烟煤三种煤样进行程序升温实验,研究低质量分数的离子液体对不同变质程度煤自燃的抑制作用,并分析离子液体处理后三种煤样升温过程中的耗氧速率、CO和CO_2的产生速率及阻化率的变化趋势.结果表明:离子液体处理煤在程序升温实验过程中的耗氧速率及CO和CO_2的产生速率相较于原煤的耗氧速率及CO和CO_2的产生速率都有一定幅度的降低,即离子液体对煤氧复合有一定的抑制作用;离子液体对不同变质程度煤的氧化复合作用抑制效果表现为褐煤1/3焦煤无烟煤,即随着煤变质程度的升高,离子液体对煤氧化的抑制效果减弱;对煤氧复合作用的阻化效果随着温度的改变而变化,低变质程度煤在70℃～140℃阻化效果较好,高变质程度煤在30℃～100℃阻化效果较好.     

某矿煤自燃程序升温实验研究

通过对某煤矿煤样的热重分析实验,对该煤矿煤样进行热重实验,分析实验结果,得出该煤矿煤样一系列特征温度。通过煤自燃程序升温实验得到了指标气体及其比值与温度的变化关系,因煤本身吸附烷烃量的不同和吸附烷烃释放时间的不同,CH_4浓度的变化及链烷比(C_2H_6/CH_4)比值变化较大,不宜选用CH_4和C_2H_6/CH_4作为该煤矿煤自燃预警指标。结合热重实验的特征温度、表征参数和程序升温的温度阶段、表征参数,分析汇总得到了煤自燃程序升温过程中的特征温度与其气体表征对应关系。     

用煤岩学观点评价乌达矿区煤的可选性

以乌达矿区为例,用精煤的产率和煤样密度组成的煤岩学方法对煤的可选性进行了评价。它的特点是实验煤样用量少,采点样多,其研究结果可以充分显示煤层三维空间上的可选性变化规律,深入了解煤中矿物质种类、分布特性等与可选性的关系,而且可以从根本上揭露影响煤炭可选性的内在因素,为选煤方法提供真实可靠的理论依据。     

不同变质程度煤的液化差异及其分子结构研究

对霍林河14煤、补连塔2-2煤和新疆41煤三个不同变质程度煤样,分别进行了加氢液化实验.结果表明,三种煤样的油产率和转化率高低顺序为霍林河14煤、新疆41煤、补连塔2-2煤,并采用红外光谱实验方法对三种煤样液化的差异进行了分析.分析认为,煤中芳香氢和脂氢强度的不同是导致不同煤液化转化率和油收率差异的重要原因;羟基和含氧官能团的丰度则对不同煤液化水产率的高低和气体产物中CO2和CO气体的多少具有较高的影响;此外,利用三个煤样的元素分析数据和红外光谱实验结果,采用Chem3D软件分别模拟建立了三种煤样的分子结构,通过与实验数据比较,认为所建立的煤分子结构比较合理.     

金晖荣泰煤业防灭火系统设计及应用

基于金晖荣泰煤业有限公司现开采的10号煤层经鉴定属自燃煤层,且具有煤尘爆炸性,极易造成矿井火灾的情况,该矿建立了一套灌浆防灭火系统,并建立了由KYSC—1型束管采样设备和GC950型煤矿专用色谱分析设备组成的煤层自燃监测系统。现场实践表明,灌浆系统对采空区的封闭作用,有效地抑制了留煤自燃的发生;监测系统对目标气体的检测为防灭火措施的制定提供可靠地依据,截至到目前,该矿没有发生煤层自燃的事故。     

厚煤层放顶煤工作面防灭火技术研究

随着综采放顶煤技术的推广和应用,矿井生产逐步向高产高效集约化发展。但由于该方法冒落高度大、采空区遗煤多、漏风严重,使得煤层自然发火几率增高,矿井自燃火灾事故增多,厚煤层和特厚煤层的采空区内自燃火灾次数占采空区发火总数的84%。针对这一问题山西兴县金地煤业有限公司为例,介绍综合防灭火技术,保证工作面开采的安全。     

埋管灌浆在厚煤层倾斜分层开采中的应用

为了防止厚煤层开采过程中火灾事故的发生,以河滩沟矿为例,介绍了埋管灌浆工艺的技术要点及注意问题。通过在厚煤层倾斜开采中的成功应用,证明了埋管灌浆工艺技术在控制煤层自燃发火方面具有显著作用。     

不连沟煤矿工作面煤层自燃“三带”观测与分析

为了研制科学合理的煤层自燃综合预防措施,减少生产过程中自燃事故的发生,对不连沟煤矿F6103综放工作面煤层自燃＂三带＂进行了观测及分析,并基于FLUENT数值模拟计算和利用MIN-MAX的方法,进行了模拟研究。结果表明,F6103工作面周期来压期间氧化自燃带宽度为51.00 m,最小安全推进速度为3.40 m/d,为煤层自燃的预防措施的制定提供了依据。     

基于未确知测度的综放面自然发火危险性评价

根据防灭火经验和峁底矿实际情况遴选出煤层赋存地质构造、工作面淋水情况、工作面周围开采情况、煤层埋深、围岩温度、工作面回采率等16个评价影响因素,构建了工作面自然发火危险性评价模型,通过各评价因素的隶属度函数确定其单指标测度,利用未知测度理论对模型进行解算,结果发现,工作面在淋水较大和较小情况下的自燃发火危险性程度均为＂高＂级,采煤过程中有较大淋水时,能够降低工作面火灾的危险性。     

火区综合治理技术研究与应用

改扩建矿井在建设期间,经常要用到矿井部分老巷道,这些老巷道顶帮普遍存在高冒区和破碎煤体松动裂隙区,容易引发火灾。针对这一问题,通过对金地煤业13号煤层火区治理的实践,获得了高冒区和破碎煤体松动裂隙区煤体的氧化、自燃及发生和发展规律,积累了大量火区治理技术和火区管理方面的经验,对其他矿区的火灾治理具有重要的借鉴意义。     

自燃煤层综放开采防灭火技术研究

针对综放开采煤层中容易自燃的问题,研究了防灭火技术,采用预防性灌浆、罗克休泡沫防火技术、氮气防灭火措施和建立自燃监测体系的技术手段,且要考虑到通风、地质、产量等因素对煤层自燃的影响,积极采取针对性的预防措施,在保证人员安全的同时提升企业效益。     

小波变换在煤层自燃区瞬变电磁数据去噪中的应用

煤层自燃导致自燃附近岩石矿物的物理、化学性质发生变化,形成复杂的电磁背景场。瞬变电磁在采集数据时,会不可避免地受到复杂电磁背景场的干扰,传统的去噪方法已不能适应这种复杂电磁背景场的勘探精度要求。应用Matlab软件进行小波去噪的计算机仿真,仿真结果表明小波变换去除高频噪声效果良好。对煤层自燃区实测资料数据处理结果表明,选择合适的小波簇进行煤层自燃区的小波分析,能起到较好的去噪处理效果。     

褐煤燃烧阶段风量对指标气体的影响

以平庄瑞安褐煤为研究对象,通过热重试验确定褐煤燃烧阶段温度范围,利用管式炉程序升温系统进行煤样氧化自燃试验,得到风量分别为40、80、120、160和200 m L/min条件下的气体;为确定优选指标气体的关联度大小,采用灰色关联法对其进行分析。结果表明:褐煤燃烧阶段温度为247~433℃,408℃左右达到快速燃烧状态。当风量恒定时,CO_2/ΔO_2、CO/ΔO_2、C_2H-4与温度的关联度比CO、C_2H_6、C_2H_4/C_2H_6高。随风量不断增加,指标气体与温度的关联度:CO_2/ΔO_2最大,其次是CO/ΔO_2、C_2H_4和CO,C_2H_6和C_2H_4/C_2H_6最小。故可将CO_2/ΔO_2、CO/ΔO_2和C_2H_4作为主要指标,CO作为辅助指标用于预测煤矿井下封闭火区燃烧状态。     

低阶煤在干燥氧气下低温氧化过程的机理研究

采用pulse calorimeter仪器，对低阶煤在干燥氧气下低温氧化过程进行了研究．实验结果表明，低阶煤在干燥氧气下的氧化反应热随着温度的上升而增加，并得到了与Arrhenius公式相同的动力学方程以及反应过程的活化能．提出了干燥氧气下低阶煤低温氧化过程的反应历程为：氧在煤粒表面吸附并生成氧自由基、氧自由基与煤发生氧化反应生成CO2（或CO）、CO2（或CO）由煤粒表面向本体扩散等三步过程．并通过计算和模拟，证明了该反应机理的正确性．