豹子沟矿煤层自燃倾向性封闭耗氧试验研究

为了掌握豹子沟矿煤层自燃倾向性,通过对豹子沟煤矿9、10、11号煤层3种煤样进行封闭耗氧实验,重点研究煤氧化自燃特性和煤低温氧化规律。实验结果表明,易自燃煤样在封闭实验罐中氧气体积分数呈负指数衰减,CO气体呈指数增长;3种煤样的耗氧能力10号煤层9号煤层11号煤层,10号煤层煤样的自燃倾向性最大。封闭耗氧实验法能够累积煤氧化产生的微量组分气体,大大提升了实验装置的整体检测精度,有效避免了通气实验法实验结果引发的歧义性结论。     

古山矿065-2煤层自燃特性与指标气体实验研究

通过对含丝炭层与不含丝炭层典型煤样的热重与热解实验,以活化能为煤自燃倾向性指标,研究古山矿065-2煤层自然发火特性;测定实验煤样在不同热解温度下CO、CH4、C2H4的浓度及浓度随温度的变化规律,结果表明:典型煤层氧化分解属一级化学反应,丝炭煤着火温度低、自然发火倾向性强,须重点监测和防治。在实验研究的基础上,结合指标气体选择的一般原则,建立以CO为主、C2H4为辅的自然发火指标气体体系,提高煤炭早期自燃预测、预报的准确度,以预防矿井发生火灾。     

镜煤和丝炭自燃倾向性研究

为了探讨镜煤和丝炭的自燃倾向性,作者对镜煤和丝炭的着火温度、差热分析、氧化腐植酸、氧化分解气体成份和自由基浓度进行分析。分析结果认为镜煤的自燃倾向性大,丝炭的自燃倾向小。     

基于着火活化能指标的综放面阻化剂优选研究

为了更加准确地测算煤炭的自然发火期,防治煤层自燃,基于活化能原理,结合斜沟煤矿13号煤层的实际情况选取煤样,利用热重-红外光谱联用仪,进行煤层自然发火热重试验,得到TG和DSC曲线,根据热分析法对曲线进行分析。基于速率常数与温度的关系式推算出煤样在低温氧化自燃反应时的动力学参数——活化能E和指前因子A,得到煤在不同反应阶段下的反应速度,进而确定煤的自然发火期。将不同阻化剂添加到试验煤样中,测试出煤样的活化能变化规律,从而选择阻化效果最好的阻化剂。     

宣东二号煤矿Ⅲ_3煤氧化过程活性基团变化规律

针对宣东二号煤矿Ⅲ3煤自燃灾害较为严重的现状,应用傅里叶变换红外光谱技术,从微观角度研究了煤的微观结构与氧化过程中活性基团变化规律。结果表明:宣东二号煤矿Ⅲ3煤煤样所含活性基团总体数量较少,与其它极易自燃煤样相比应具有较低的自燃倾向性;煤低温氧化主要是由羟基、饱和与非饱和烃等侧链基团引起的;矿井自燃灾害严重的原因主要考虑外在水分、温度、地质、通风等其它影响因素。     

采空区不同粒径遗煤自燃特性实验研究

为了研究采空区不同粒径遗煤自燃特性,基于煤氧复合学说,采用煤自燃程序升温试验装置测试6种粒径下随煤温变化的自燃特性参数。试验结果表明,双柳矿13302综放面煤样的临界温度为70~80℃,干裂温度为110~120℃;在整个升温过程中,耗氧率及CO、CO_2气体产生量与煤温成正比,与煤样粒径成反比;CO气体可作为预测煤矿采空区自燃的指标性气体,而CH_4和C2H6不能作为预测煤矿采空区自燃的指标性气体。试验结果可为采空区自燃危险区域判定提供基础参数。     

自然发火实验测定煤低温氧化活化能

煤低温氧化活化能是分析煤自燃特性的重要指标。文章提出了利用可加热的小型自燃发火实验台测定煤低温氧化活化能的方法。利用该方法测试了不同自燃倾向性、不同粒度范围煤样的低温氧化活化能,并研究了动态吸氧量、粒度与活化能之间的关系。运用自然发火实验可以准确测定实际煤体的低温氧化活化能,测试结果符合实际的煤低温氧化特性,可以较好地表征煤自燃倾向性。     

复采煤层氧化煤的自燃特性研究

针对复采煤层的煤的自然发火现状,分析荆各庄矿的4种不同复采时间的氧化煤自燃特性的差异。采用程序升温-气相色谱联用实验,对比不同复采时间煤样的自燃氧化过程中的特征气体含量变化和自燃倾向性变化。结果表明:4种煤样产生的CO体积分数在170℃前后呈现不同的变化规律;复采时间越长的氧化煤,煤样产生CH_4、C_2H_4、C_2H_6气体的时间越晚;通过对不同煤样交叉点温度和FCC复合指标的综合分析,得出短时间复采的煤样其自燃氧化能力强于长时间复采的煤;在同一种煤的低温段和高温段,自燃倾向性也随着表观活化能在不断变化。     

煤的微观孔隙结构对其自燃倾向性的影响

为了考察煤的微观孔隙结构对其自燃倾向性的影响,选取气煤、肥煤和焦煤煤样为研究对象,通过压汞试验测量得到不同煤样的微观孔隙分布数据,结果分析表明:直径小于100 nm的孔隙分形维数在2~3内,煤样微观孔隙具有良好的分形特征,满足分形理论描述多孔介质的微观孔隙分布特性。通过煤自然发火模拟系统,对气煤、肥煤和焦煤煤样进行升温氧化模拟试验,并绘制煤样升温氧化过程中气体产物浓度随温度变化的曲线,试验结果显示了煤微观孔隙结构与其自燃倾向性的关系:煤样的变质程度越高,其内部结构越致密、内生裂隙相对较少,发生氧化反应的温度也越高。     

某煤矿主采煤层自燃监测与防灭火技术研究

某煤矿4-1号煤层工作面中顶板出现自燃征兆,因此,对该煤层进行自燃倾向性研究,结果表明,4-1号煤层煤样临界温度为108.2℃,煤层最短自燃发火期为39 d,自燃倾向性等级属Ⅰ类。并对煤矿主采煤层采用防罗克休泡沫防灭火技术,可消除4-23102风巷高温点的自燃隐患。     

采用绝热式自燃测试方法分析煤的自燃倾向

对煤的自燃倾向进行快速有效鉴别,有助于对煤的自燃倾向采取分级分类管理从而有效防治煤矿火灾,因而采用绝热式自燃测试方法对煤的自燃倾向进行准确分析很有必要。简要介绍绝热式自燃测试方法的测试原理及其仪器结构,模拟煤炭自燃的物理过程,通过采用包括反应器、气体预热铜管和跟踪温度控制方式等综合绝热措施以实现300 g煤样的自然发火实验,记录煤样从40℃上升到70℃的升温速率(或前30 h的升温速率),测试煤样的自燃特性曲线并分析曲线特征。即建立煤绝热氧化产热速率计算模型,结合实验数据计算所得的煤在绝热氧化条件下的升温速率和产热速率可鉴定煤自燃倾向性的强弱。采用绝热式自燃测试方法对不同煤的自燃倾向分析后表明,无烟煤和部分烟煤的自燃倾向较低,褐煤的自燃倾向较高,故而在煤矿开采时需特别注意褐煤的自燃倾向。     

煤的自燃倾向性与煤尘爆炸危险性的关系

依据１２个煤矿煤的自燃倾向性和煤尘爆炸危险性的实验室试验结果对煤的自燃倾向性与煤尘爆炸性关系进行分析研究，得出了当煤分含量相近时其自燃倾向性和煤尘爆炸危险性成反变关系的结论。     

煤体结构对自燃倾向性影响研究

为分析煤体结构对煤自燃倾向性的影响及各因素对自燃倾向性的"贡献程度",选取5种不同变质程度的代表性煤样,分别运用程序升温-气相色谱联机装置进行氧化动力学试验测定煤的自燃倾向性综合判定指数;运用扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析仪分别进行SEM试验、低温氮气吸附试验对煤的宏观结构进行检测;利用傅里叶红外光谱技术及OMNIC分峰软件进行煤的微观分子主要官能团分析;利用灰色关联分析方法找出各因素与自燃倾向性的关联程度并进行等级划分,并利用SPSS软件及多元统计学原理建立煤自燃倾向性多元回归分析模型并对模型进行检验、各系数分析及正态图分析。结果显示:随着变质程度的增加,主要官能团含量变化明显,大孔及裂隙减少,煤体结构变得紧致,分子稳定性加强,煤自燃倾向性减弱且微孔占比与煤自燃倾向性关联度最大。通过灰色关联分析及煤自燃倾向性的多元回归分析,建立了可靠的煤自燃倾向性的多元回归分析模型,找出了影响自燃倾向性的关键因素,揭示了自燃倾向性与煤部分试验数据的线性关系。     

氧气流量对煤物理吸附氧量的实验研究

分析了煤的自燃过程,利用ZRJ-1型煤自燃倾向性鉴定仪,对顾桥煤矿1115(1)工作面煤样在不同氧气流量下煤物理吸附氧进行了实验研究,得到在环境温度等条件相同的情况下煤物理吸附氧量的最佳氧气流量,从而确定出煤自燃倾向性鉴定实验的最适合吸附氧气流量。     

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。     

煤自燃过程中活化能计算实验研究

自燃倾向性反映了煤自燃的难易程度,是反映煤由最初的吸氧生热到开始加速氧化这一变化过程的过程量,而活化能恰恰是一个可以衡量该过程难易程度的过程指标。采集了佳瑞煤矿15^＃煤层煤样,采用差示扫描量热仪进行了不同煤样粒径、不同升温速率和不同氧气浓度下的煤低温氧化热分析实验。根据Arrhenius方程,分析了煤氧化反应的特点,推导出了煤低温氧化过程活化能计算方法。依据该方法计算了不同实验条件下的煤低温氧化的活化能。实验结果表明:煤样粒径越小,煤的活化能测算值越小,越易着火,即自燃倾向性增大。升温速率越大,煤样的活化能测算值越大;煤的活化能随着氧气浓度的减小而增大,即自燃倾向性减小。     

煤自燃倾向性鉴定方法不合理性分析

总结和评价了目前主要采煤国家采用的煤自燃倾向性测试方法.从煤自燃机理、物理吸附氧本质以及表面的不均一性方面论证了我国现行煤自燃倾向性测试方法原理的不合理性;从试验方法、仪器管理等方面提出了其操作的不适宜性;将试验测试数据与实际自燃情况进行对比,验证了该方法与实际情况的不吻合性.然后通过对5种不同矿区的煤样进行试验,得出了吸氧量随粒径、温度变化的规律.最后在分析和试验的基础上提出了一种体现煤自燃全过程的自燃倾向性鉴定方法的新设想,对于补充和完善我国煤自燃倾向性测试方法有借鉴意义.     

低变质程度煤二次氧化自燃特性试验

为了控制复采工作面的自然发火,遏制二次氧化灾害的发生和发展,采用煤自燃程序升温试验系统对选取的榆树井褐煤、玉华长焰煤、安山不黏煤和黄陵1号弱黏煤4种低变质程度煤样进行二次氧化自燃特性试验研究。结果表明:煤自燃氧化反应前期,二次氧化煤样产生的CO浓度、耗氧速率和放热强度等自燃特性参数均高于一次氧化煤样产生的量;而煤自燃氧化反应后期,二次氧化煤样的自燃特性参数低于一次氧化煤样。反应后期裂解产生C2H4,且二次氧化煤样产生的气体浓度小于一次氧化煤样。二次氧化煤样的特征温度点均向前移动,低于一次氧化煤样,说明二次氧化煤样氧化性增强,自然发火的危险性增大。     

利用TG-DSC和静态耗氧产热量法研究煤的自燃倾向性

利用流态氧化—静态收集气体分析方法,测定3种不同变质程度的煤样在不同温度下的耗氧量,采用综合热分析技术测试3种煤样的耗氧放热量。通过两者结合分析得出煤物理吸附氧气产生的热量是煤自燃的第一动力;提出了用煤低温氧化过程产生的热量指标作为煤自燃倾向性鉴定的金标准,为基于耗氧量的煤自燃倾向性判定提供了理论支撑;煤样耗氧量越大,煤样产热量也越大,耗氧量与产热量之间存在趋势性关系,因此可以用耗氧量来衡量煤的自燃倾向性;初步给出了分类原则和方法,提出了采用70℃、150℃条件下煤样的耗氧量进行煤自燃倾向性高低评判的方法。     

荆各庄矿煤层自然发火规律的试验研究

本文概述了荆各庄矿主采煤层 (9层煤 )的地质概况 ,介绍了煤自燃倾向性鉴定原理和方法 ,通过对采自不同地点的煤样进行自燃倾向性实验 ,推测出不同区域的自然发火情况。