基于活化能的煤自燃倾向性研究

对国内外主要煤自燃倾向性鉴定方法进行了分析和评价，指出了我国现行的煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法的不足之处，同时给出了煤自燃倾向性鉴定标准的基本原则．在煤自燃动力学基本方程基础上得到了煤绝热氧化方程，并设计了相应绝热氧化实验装置．通过理论和实验研宄，提出了能够反应煤自燃关键阶段，即低温氧化阶段动力学参数活化能E作为煤自燃倾向性鉴定指标，并测试了3个典型煤样的低温氧化活化能E．最后，通过现场煤自燃发火期与煤物理吸附氧量和低温氧化活化能E的对比，对该指标的实用性和科学性进行了检验．     

煤岩成分与煤的自燃

本文研究煤岩成分对煤炭自燃的影响，认为镜质组自燃，壳质组和惰性组不易自燃。     

煤岩成分与煤的自燃

本文研究煤岩成分对煤炭自燃的影响，认为镜质组自燃，壳质组和惰性组不易自燃。     

煤的自燃与露天煤场的安全运行

煤的自燃是煤的自然属性,但不同煤种其自燃的性能也不同,这取决于煤生成的年代、煤的成分等因素。露天煤场中,预防煤的自燃,宜采取一些有效的措施,以保证安全运行。     

采空区温度场模拟及煤自燃状态预测

建立了采空区温度场的数学模型,并用有限差分数值方法进行模拟计算。通过计算得出了煤因氧化放热导致煤温随时间变化呈指数上升的规律以及点热源附近温度场随时间的变化规律。提出采用测量煤两点间温差的变化高温点温度的方法,此法由于消除了矿井空气温度劝因素的影响,具有较高的稳定性。     

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．     

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.     

紫外光引发煤自由基反应的实验研究

利用电子顺磁共振（ESR）分析仪和气相色谱仪,实验测定了新安矿贫瘦煤（易自燃）和杨庄矿贫瘦煤（不易自燃）在紫外光照射下自由基浓度和氧化产物（CO和CO2）的变化情况.结果表明：煤自由基对紫外光非常敏感,紫外辐射可以引发煤自由基反应;杨庄矿煤样在紫外光照射时自由基浓度增加速率较快,约是新安矿的4倍.煤的光氧化同热氧化一样,也会产生CO和CO2气体;相同实验条件下新安矿煤样光氧化时生成的CO是杨庄矿的2.5倍.可见,煤的自燃特性并不能简单以自由基浓度大小或自由基增加速率的快慢来判断.     

煤粒径对气体产生规律和自燃倾向性影响研究

应用程序升温实验系统,对沙曲煤矿24305和25301两个采煤工作面进行了不同粒径煤样的程序升温实验,研究不同粒径煤样升温氧化过程中O_2、CO、CO_2、CH_4、C_2H_4、C_2H_6和C_3H_8等气体的产生规律,并计算了不同粒径煤样的耗氧速度和自燃倾向性判定指数。研究结果表明,煤样粒径越小,对氧气的吸附能力越强,耗氧量也越大;随煤样温度的上升,不同粒径煤样的耗氧速度和标志气体体积分数均由缓慢增加变为急剧增加,且煤样粒径越小其变化趋势越明显;煤样粒径越小,煤样的临界温度和干裂温度越低,煤的自燃性越强。     

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．     

煤炭自燃特性研究的加速量热法

利用加速量热法研究煤炭自燃特性，所用煤样量少、实验时间短，可得到煤炭的初始自加热温度、煤炭升温曲线和耗氧曲线。进行了煤炭自燃过程的化学动力学研究，建立了煤氧化反应的活化能计算方法，得到了试验煤样在缓慢氧化阶段和激烈氧化阶段的活化能数据。     

露天煤体自然发火的试验研究

分析了露天煤体自然发火的原因和特点,进行了煤的氧化试验和野外煤堆自燃的模拟试验,通过对试验测试数据的分析讨论了煤体自燃发生的过程、温度场及CO排放量等的变化规律.所得结果对分析与预测煤体的自燃进程、防治露天煤体的自燃火灾等具有重要意义.     

三相泡沫防治采空区煤炭自燃研究

针对目前煤矿防灭火技术与材料存在的一些不足，研制了一种用于防治采空区煤炭自燃的三相泡沫材料．简要介绍了三相泡沫的制备流程和主要技术参数；建立了采空区煤炭自燃过程的化学动力学方程，根据对方程中C，O2反应的物质的量浓度，煤体温度T，采空区的孔隙率γ等参数的控制，研究了三相泡沫防治采空区煤炭自燃的机理．结合三相泡沫在大兴煤矿N2703综放工作面采空区防治高温火源点的实际应用情况，对比了注三相泡沫前后取样气体中CO，O2体积浓度以及采空区温度丁的变化结果，有效地防治了煤炭自燃．应用结果表明三相泡沫防治采空区煤炭自燃的效果显著，是一种具有广阔应用前景的新型防灭火材料．     

Critical Value of CO of Forecasting Coal Spontaneous Combustion

CO has been used widely in the production process of colliery as an index gas to predict spontaneous combustion of coal. But in some collieries there are CO gas in the upper corner of the face all the times, sometime CO gas even exceeds the regulated critical index. This phenomenon is much more obvious in the fully-mechanized longwall face and fully-mechanized long, wall and top-coal caving face. Ahhough many measures of fire-proof and fire-extinguishing have been adopted, the flowing amount of CO gas can be only decreasd, but can not be eliminated completely. Using the different kinds of coal, the experiment of coal oxidation was made at the low temperature. The experiment indicates that some kinds of coal can produce CO under the condition of normal temperature oxidation, sometime the CO consistency is very high, and the intension of CO can be decreased with oxidation time prolonging. Selecting rational critical value of CO is the kev to predicting spontaneous combustion of coal correctly and reliably. The problem of selecting retional critical value of CO was studied. Finally, the amount of CO gas released by different kinds of coal was obtained under normal temperature condition.     

煤炭自燃的自由基反应机理

用自由基反应机理阐明了煤炭自燃机理，论述了煤中自由基产生的原因、自由基反应历程、煤氧化过程中逸出的气体成份。最后，用该机理对常见的几种煤炭自燃现象进行了解释。     

预报煤炭自燃的CO指标气体临界值研究

CO气体作为预报煤炭自燃的指标气体在煤矿中已被广泛使用,但有些矿井回采面上隅角始终存在CO气体,甚至超出矿业安全规定的临界指标,特别是在综采或综放工作面这一现象更明显,尽管采取多种防灭火措施,只能使CO气体涌出量减少而不能消除CO的产生,为了解其原因,在实验室做了不同煤种低温氧化实验,通过实验发现有些煤种在常温氧化条件下就会出现CO气体,甚至出现的CO量还很大,且随着煤的氧化时间的延长,产生CO气体强度在降低。为了及时准确、可靠预报煤炭自然发火,合理选择CO指标气体临界值是关键。利用多阀气相色谱仪检测常温条件下不同煤种氧化放出的CO气体量,对合理的CO指标气体的临界值进行了研究,确定不同情况下CO的临界值。     

煤层自然发火期预测的研究

为了更准确地预报煤层自然发火期,根据煤与氧反应的热平衡方程导出了煤最短自然发火期预测模型,并建立了一套实验方法。在总结采区地质、采掘、通风等外部影响因素的基础上,确定了煤自然发火期修正系数,并结合实验数据对煤的自然发火期进行了预测。经两个试验工作面的观验证,预测准确率达到75％－86％,说明所建立的预测模型是正确的,预测方法对现场安全生产具有一定的指导作用。     

煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法研究

通过煤自燃过程中的绝热氧化升温速率、耗氧量、交叉点温度的综合分析研究,指出以煤自燃某一阶段的单一特征参数无法体现煤自燃过程的整体特性,提出了煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法.该方法在测试程序升温条件下煤样温度70℃时煤样罐出气口氧气浓度和之后的交叉点温度的基础上,得出煤自燃倾向性的氧化动力学综合判定指数,根据该指数的大小判定煤自燃倾向性的强弱.对不同煤种的综合判定指数与绝热氧化、30℃物理吸氧量对比分析,结果表明氧化动力学综合判定指数更能够反映煤自燃的难易程度.     

模糊层次评价在煤矿采空区自然发火中的应用

基于模糊数学的理论,提出了煤矿自然火灾发生的模糊层次综合评判模型。模型充分考虑各种量化、非量化因素及各种需优先考虑的项目,使煤矿采空区自然发火的安全防范建立在科学理论基础之上,克服了传统的全评方法难以综合考虑各种因素的缺点。同时以某一矿山为例,利用该模型对矿井采空区自然发火进行了风险评价,确定了矿井发生危险的等级,结果表明,该评价方法具有一定的科学性和合理性。