田陈矿大采深高地温厚煤层自燃特性研究

为研究田陈矿北七采区高地温煤层煤自燃特性,采集3下煤层煤样进行了地温35℃恒温及程序升温煤炭氧化自燃模拟实验。研究结果表明:3下煤层煤样在30~200℃的氧化过程中呈现"三级加速与两级减速"阶段特性;进入一级加速阶段后,煤氧化速度急剧增加,因此以CO作为预测预报煤氧化自燃的标志性气体时,应在其进入一级加速氧化阶段之前。当漏风流速大于0.25 m/min时,煤达到最大的氧化能力,氧化产热速率快;当小于0.25 m/min时,煤的氧化能力因供氧不足而受到限制。研究结果对采空区自燃危险区域的判定以及煤自燃预测预报具有重要指导意义。     

碳酸氢盐阻化剂抑制遗煤自燃机理的实验研究

针对煤自燃机理以及二氧化碳对煤炭氧化自燃有良好的惰化抑制效果,基于碳酸氢盐既是一种阻化剂,又可以分解出二氧化碳这一特点,提出以碳酸氢盐作为研究对象,以程序升温实验为载体,展开碳酸氢盐抑制煤炭氧化自燃性能的研究分析。通过实验室实验,以测定的煤在纯空气条件下的自燃特性参数为参照,测定煤样混合碳酸氢盐条件下的一氧化碳、氧气等气体浓度、一氧化碳产生率和耗氧速率等参数进行比较,研究碳酸氢盐对煤氧化自燃过程惰化抑制的影响规律。结果证明碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢铵均对煤自燃具有良好的阻化作用,并进行了3种盐的配比试验,认为4∶1∶1适合现场实际。研究结果为碳酸氢盐防灭火技术的开发与应用提供了理论依据。     

色连煤矿煤自燃标志气体试验研究

为有效预测色连煤矿8109工作面采空区自燃状况,指导煤矿采取针对性防灭火措施,需确定煤自然发火标志性气体.通过对煤样进行程序升温试验方法,研究煤的低温氧化特性并对煤自燃预测指标进行了优选.结果 表明:煤低温氧化过程中活性较大,常温下就可以生成CO,干裂温度在100～110℃之间.使用格雷哈姆系数R2、R3区分化学吸附阶...     

硫对长焰煤自燃过程影响的试验研究

为研究硫对煤自燃过程的影响,以典型义马长焰煤为例,采用氧化动力学方法,测定了不同FeS_2含量混合煤的自燃倾向性、煤自燃分段升温产物特性,分析了不同阶段FeS_2对煤氧化的作用,并从煤基元反应的角度解释了硫对煤自燃过程升温产物特性的影响。研究结果表明:低温阶段,FeS_2阻碍煤的氧化,且与添加量呈正相关;加速阶段,促进煤的氧化,且随添加量增加呈先增大后减小的变化趋势,并得出硫对长焰煤自燃倾向性影响的临界值为5%。FeS_2混合煤与水和氧气发生的化学放热反应,激发了基元反应,促进CO、CO_2、C_xH_y等原始赋存气体的脱附和活性基团氧化自反应气体的生成,且生成量与速率均大于原煤。     

水浸煤体自燃极限参数和氧化动力学的研究

煤经水浸泡后的自燃特性会发生变化,为了研究水浸煤的自燃特性,采用煤自燃程序升温实验装置,进行经过3个月水浸泡煤样和原煤样的程序升温实验,研究煤的自燃特性。计算了两种情况下煤样的耗氧速率、放热强度,得出了煤自燃极限参数和表观活化能。煤经水浸泡后,煤分子的表面活性官能团增加,低温阶段的氧化放热性增强,自燃危险性增大。     

煤自燃发展过程微观反应机理函数

煤的自燃机理是煤自燃防治的理论基础。现有的煤自燃机理函数在煤的高温氧化阶段拟合的较好,但在低温氧化阶段,由于动力学特性参数测试求解的准确性导致拟合效果较差。采用微量热仪C80,测试了煤样从室温到200℃的不同升温速率下的低温氧化产热特性。基于煤产热特性,得到了煤样在低温氧化过程中动力学特性参数随着反应进程的实时变化规律,确定了煤低温氧化过程的动力学机理函数即一维扩散(D1)机理函数,微分形式为f(a)=1/2a。     

煤自燃特性的油浴程序升温实验研究

煤自燃严重威胁着煤矿的安全生产,研究煤的自燃特性,掌握煤自然发火规律,对预测和预防煤层自燃火灾具有重要的理论指导意义。采用油浴程序升温实验系统,分别对亭南煤矿和白胶煤矿不同粒度煤样进行程序升温实验,根据煤样氧化后出口气体浓度的变化分析,得出了不同煤样的耗氧速率、放热强度、气体产生速率等参数和与煤样温度的对应变化关系。通过分析计算,确定出了亭南煤样和白胶煤样的自燃临界温度,最后得出了煤样粒度对自燃临界温度的影响关系。     

水浸长焰煤自燃预测预报指标气体试验研究

为解决补连塔矿22煤采空区长期浸水的遗煤自燃预测预报问题,针对含水煤样自燃预测预报研究较少的问题,通过对5种不同含水率的长焰煤进行程序升温试验研究,分析温度升高过程中的遗煤自热氧化气体产物及其浓度变化规律,对煤自燃预测预报指标气体进行优选。研究结果表明:浸水的遗煤低温氧化具有分阶段特性,在煤样浸水程度不同的复杂情况下,提出以φ(CO)/φ(CO_2)、φ(O_2)/Δφ(CO_2-CO)、φ(C_2H_4)/φ(C_2H_6)以及C_2H_6、C_2H_4和C_3H_8作为煤自燃预测预报指标,并且当φ(CO)/φ(CO_2)≤0.1或φ(O_2)/Δφ(CO_2-CO)≥0.02时,则煤处于吸氧蓄热阶段(30～100℃),当0.8≤φ(C_2H_4)/φ(C_2H_6)≤1.10时,则煤处于自热氧化阶段(100～140℃),当φ(CO)/φ(CO_2)≥0.5或φ(O_2)/Δφ(CO_2-CO)≤0.005时,则煤处于加速氧化阶段(140～230℃)。研究结果对采空区遗煤的自燃防控具有一定的指导作用,结合现场实际情况,及时对参数指标进行修正,完善煤自燃预测预报指标,可有效预防煤自燃灾害事故的发生。     

自燃煤表面"活性基团"反应活性研究

煤自燃现象是威胁煤矿生产的重要原因,研究煤自燃微观机理对煤自燃的防治有极为重要的作用。“活性基团”是导致煤自燃的主要因素。通过计算研究,本文分析了芳香结构对“活性基团”反应活性影响程度,得出了在研究煤自燃微观反应过程中可以忽略芳香结构影响,用比较小的芳香类分子来代表煤分子表面结构的结论,为进一步研究煤自燃微观过程提供了依据。     

煤低温自然发火的热效应及热平衡测算法

煤在低温自烧发火过程中的热效应是多种多样的,但主要是煤与氧的化学反应热。通过装煤850kg的大型煤低温自燃发火实验台模拟煤自燃过程,根据实验台测定的温度场变化和传热学理论,推导出计算不同温度时松散煤体低温氧化放热强度的热平衡测算法。通过对不同煤样的自燃发火测试,利用该方法推算出不同的煤在相同温度下的放热强度,为煤自燃特性的定量分析及自燃发火预测提供了理论依据。图1,表1,参8。