降雨量对自燃矸石山爆炸的影响分析

为了分析降雨对煤矸石山爆炸的影响，探讨了煤矸石山与雨水作用的物理爆炸机理．应用热力学原理研究了煤矸石山与雨水作用的化学爆炸机理．分析了不同情形下的爆炸可能性和爆炸类型，并进行爆炸模拟实验来研究雨水对矸石山爆炸的影响．结果表明：下小雨时，矸石山发生的爆炸主要属于化学爆炸；下大雨时，矸石山在温度小于1200K下主要是化学爆炸，在温度大于1200K下主要属于物理爆炸．降雨量对矸石山的爆炸影响很大，做好降雨季节的矸石山防爆工作是十分必要的．     

煤矸石山自燃深度测算方法研究与应用

分析了煤矸石山自燃深度的测算方法,提出了通过求解煤矸石山内部产热、散热平衡方程来解算煤矸石山自燃深度．研究了煤矸石山内部散热量、产热量的计算方法以及参数取值方法,利用综合导热系数计算矸石山内部散热量,通过折算系数用煤的放热量折算矸石山的内部产热量．通过红外热成像仪采集煤矸石山表面温度数据,使用该方法对某矿自燃煤矸石山的自燃深度进行了测算,误差为15cm．结果表明：用该方法测算煤矸石山自燃深度是可行的,测算结果的精度可以满足煤矸石山自燃监测及防治的需要．     

自燃煤矸石水泥水化及强度发展的研究

本文应用X射线分析和扫描电子显微镜技术研究了在常温和蒸汽养护条件下自燃煤矸石水泥水化和强度发展。该研究为自燃煤矸石水泥的应用提供了实验和理论依据。     

煤矸石山的植物种群生长及其对土壤理化特性的影响

通过实地观测,对煤矸石山人工植物群落的生长规律、生产力水平和土壤理化特性的影响及其制约因素进行了研究．结果表明：矸石山植被经过9a的自然演替和生长过程,其种类及数量发生了较大变化,已形成了由15个乔木树种、12个灌木树种和18种草本组成的人工植物群落．混交林中木本植物(乔、灌木)种群密度达到11220株／hm^2．植被具有明显减小矸石山渗透速率、提高保水和持水能力的作用．刺槐林分还能防止矸石山酸化和增加矸石山全氮量并促进氮素的有效化．     

自燃煤矸石矿渣复合混凝土抗渗性能的研究

为研究自燃煤矸石、矿渣对混凝土力学性能和抗渗性能的影响,进行混凝土抗压强度和抗渗试验.试验将自燃煤矸石掺量、矿渣掺量、水胶比、自燃煤矸石细度和砂率作为影响因素,通过正交试验的方法,以混凝土的工作性与抗压强度为考核指标,确定最优组,并与基准组混凝土的抗压强度和抗渗性进行比较.结果表明,最优组混凝土的28 d抗压强度比基准组提高了15.9％,56 d抗压强度提高了5.6％,其抗渗性能比基准组提高了约60％.     

自燃煤矸石粉与粉煤灰复合对胶凝材料体系需水性的影响

主要研究自燃煤矸石粉对胶凝材料体系需水性的影响,并通过与粉煤灰的对比与复合,进一步确定自燃煤矸石粉的需水性.试验结果表明,随着自燃煤矸石粉取代水泥量的增加,胶凝材料体系需水量逐渐增大.自燃煤矸石粉与粉煤灰复合后,胶凝材料体系的需水性比单掺自燃煤矸石粉减小,其需水性趋势随自燃煤矸石在粉体中所占比例的增加而逐渐增大.在高效减水剂存在的情况下,掺复合粉的胶凝材料浆体匀质性优于空白水泥与单掺粉煤灰.     

自燃煤矸石细粉、粉煤灰制备泡沫混凝土的试验研究

本研究利用硅酸盐水泥和自燃煤矸石细粉、粉煤灰等混合材料,采用预制气泡后混合的方法制备出高性能泡沫混凝土,并研究了自燃煤矸石细粉、粉煤灰泡沫混凝土的干表观密度对泡沫混凝土的抗压强度与导热系数的影响。研究结果表明,随自燃煤矸石细粉、粉煤灰泡沫混凝土干表观密度的增加,泡沫混凝土抗压强度和导热系数也增加。     

煤炭自燃自由基反应的电子自旋共振实验研究

基于煤炭自燃的自由基作用机理，采用电子自旋共振（ESR）测谱仪，测定煤体在破碎和低温氧化过程中的自由基朗德因子，浓度，线宽和线高．实验以张集矿肥煤和白芨沟矿无烟煤为研究对象，分析了煤在4种粒径范围内ESR参数的变化情况和煤炭低温氧化过程中ESR参数随氧化温度、氧化时间的变化情况．结果表明：煤自由基因子在2．002～2．003之间，变化不大，张集矿肥煤的因子值稍大于白芨沟无烟煤；煤体粒径越小、氧化温度越高、氧化时间越长，煤自由基浓度越大；线高的变化趋势与自由基浓度变化趋势基本一致；线宽的变化趋势呈分散性．     

矸石山预警指标基础参数的测试方法研究

通过论述矸石山预警指标基础参数及其形成原理,推断出矸石山表面温度测试衍生参数和计算需要的经验特性参数.采用热成像仪和间隔一定时期进行一次测试的方法分别对矸石山表面温度进行测量,得到矸石山表面温度分布图和反映矸石山动态变化特性的自热发展速度及发展趋势.测试研究表明,在矸石山易燃部位插入少量热管或者金属棒,测得温度参数预警指标,可以实现有效地进行危险预测的目标.     

煤矸石堆放及其利用中产生的污染

介绍由于风化、淋滤、自燃等作用,煤矸石在堆放时对水、土壤、空气等的污染,以及由于技术水平限制,煤矸石在现阶段的利用过程中产生的污染;分析了污染产生的内部和外部原因,并对无污染的煤矸石综合利用和新技术开发进行了探讨和展望.     

利用自燃模拟试验装置分析影响矸石自燃的因素

通过大试样量自燃倾向性实验(模拟试验)装置,对煤矸石中硫铁矿、含水量、孔隙率对煤矸石氧化升温的影响进行的实验研究,得到了其对矸石氧化升温的影响规律,为了解矸石自燃规律和寻找控制措施提供依据。     

淮北矿区煤矸石与煤混合燃烧特性的研究

本文利用STA-409PC热重分析仪,研究了淮北矿区不同质量比的煤矸石与煤混配样品的燃烧性能与动力学特性。结果表明：随着混配样品中的煤比例的增加,其着火温度和燃尽温度都有所降低,综合燃烧特性指数都有所增大,着火和燃烧特性都得到改善。本文还利用Coats--Redfern积分法对上述样品燃烧过程进行了动力学分析,得出淮北矿区煤矸石与煤混煤的燃烧反应历程服从1．5级的化学反应,对优化超临界流化床（简称CFB）锅炉混配燃料的运行具有重要意义。     

煤炭自燃标志性气体预测指标的实验研究

设计并研制了氧化热解实验模拟装置，通过对峰峰矿区小屯矿工作面采空区煤样的氧化热解模拟实验，绘制了各氧化热解气体CO2、O2、C2H6和CO等气体浓度随温度的变化曲线，并对其分析找出了该矿采空区煤炭自燃的标志性气体预测指标，从而为掌握工作面采空区煤炭自燃的规律和制定有效合理的煤炭自燃发火的防治措施提供依据，为煤矿的高效生产提供安全保障。     

煤炭自燃标志性气体预测指标的实验研究

设计并研制了氧化热解实验模拟装置,通过对峰峰矿区小屯矿工作面采空区煤样的氧化热解模拟实验,绘制了各氧化热解气体CO2、O2、C2H6和CO等气体浓度随温度的变化曲线,并对其分析找出了该矿采空区煤炭自燃的标志性气体预测指标,从而为掌握工作面采空区煤炭自燃的规律和制定有效合理的煤炭自燃发火的防治措施提供依据,为煤矿的高效生产提供安全保障。     

Spontaneous coal combustion producing carbon dioxide and water

Gas products from the process of coal oxidization and spontaneous combustion have been studied at different temperatures with FTI spectroscopic tests. With temperatures rising to about 30～100 ℃, water and carbon dioxide gas were formed and from about 105～150 ℃, carbon monoxide was produced. Using the DFT B3LYP method with a 6-311G basis set, the reaction system, where spontaneous combustion between coal and oxygen occurs and produces water and monoxide, has been studied, with the geometric configuration for all stagnation points on the potential reaction energy surface optimized. With a frequency analysis and an IRC method, transient formations were tested. Our results indicate that in the reaction of coal oxidization and spontaneous combustion producing carbon dioxide and water, oxygen molecules attack carbon atoms of the terminal of the propyl alcohol group on the lateral chain of benzene rings, which causes this propyl alcohol group to produce the acid (-CH2-CH2-COOH) group and water. This acid group continues its break up into carbon dioxide and the (-CH2-CH3) ethyl group. We have come to the conclusion that this water-and-carbon dioxide-production reaction is spontaneous, based on the observation of the energy released by the reaction.     

乌达矿区煤自燃预测标志气体研究

为遴选预测煤自燃进程的标志气体,采集了乌达矿区6个具有代表性的煤样.在实验室开展煤升温氧化气体产物的测定实验,主要测试了煤样在升温氧化条件下各种气体组分的发生量.根据各种气体组分的发生量及最低检测温度,确定了乌达矿区煤自燃预测预报的标志气体,为该矿区煤自燃火灾的预测预报提供了实验依据,对矿区的安全生产具有较好的指导作用.     

The shortest period of coal spontaneous combustion on the basis of oxidative heat release intensity

It’s necessary to forecast the shortest spontaneous combustion period for preventing and controlling the coal spontaneous combustion. During the experimental process, a calculating model of the SSCP is established on the basis of the oxidative heat release intensity and thermal capacity at different temperatures. According to the basic parameters of spontaneous combustion, heat of water evaporation and gas desorption, the SSCPs of different coals are further predicted. Finally, this study analyzed the relationships of the SSCP and the judging indexes of the self-ignite tendency. The result shows that the SSCP non-linearly increases with the decrease of dynamic oxygen adsorption and increase of activation energy. Compared with the practical fire situation of mine, this reliable method can meet the actual requirement of mine production.     

Thermogravimetric study of the effect of a PVA oxygeninsulating barrier on the spontaneous combustion of coal

Coal samples in the air for three months were characterized by Thermogravlmetnc Analysts(TGA).The effect of a PVA oxygen-insulating barrier on the spontaneous combustion of coal was examined.The moisture loss activation energy,oxidation activation energy and combustion activation energy were calculated by an integral method using the Coats-Redfen formula.The results show that the tendency for spontaneous combustion of three coal samples(judged by the activation energy)falls in the order:CYW>YJL>SW.The oxidation activation energy and combustion activation energy of coal protected by the PVA oxygen-insulating barrier increased.A significant increase in the combustion activation energy was noted,especially for the CYW coal where the increase was 28.53 kJ/mol.Hence,oxidation of the protected coal samples was more difficult.The PVA oxygen-insulating barrier helps to prevent spontaneous combustion of the coal.     

FAULT TREE ANALYSIS OF SPONTANEOUS COMBUSTION OF SULPHIDE ORES AND ITS RISK ASSESSMENT

ＦＡＵＬＴＴＲＥＥＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＳＰＯＮＴＡＮＥＯＵＳＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮＯＦＳＵＬＰＨＩＤＥＯＲＥＳＡＮＤＩＴＳＲＩＳＫＡＳＳＥＳＳＭＥＮＴＷｕＣｈａｏ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓＥｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ...