防止煤炭自燃的化学阻化剂的实验结果研究

深入了解了煤样制备及阻化机理,阐述了阻化煤样的制备流程,提出利用红外分析仪、气相色谱仪等设备来检查煤样的方法。选择以高锰酸钾、双氧水、过硫酸钠为代表的阻化剂对煤样进行处理,并配置同层次的参考煤样,同时采取阶梯式程序升温氧化法和傅里叶红外变换测试方法,分析煤样阻化处理后的红外谱图和实验数据,研究煤样中酸类、活性官能团、亚甲基等成分的变化,分析阻化剂对自燃效果的影响程度。实践证明煤样经过过硫酸钠阻化处理后防自燃效果显著,通过减少相邻羧酸、亚甲基数量来降低CO量,降低煤炭活性,达到防止煤炭自燃的效果。     

化学阻化剂防治煤自燃及其阻化机理分析

为分析化学阻化剂防止煤自燃的阻化机理,选用质量分数为1%～20%的过硫酸钠阻化剂对煤样进行化学阻化处理,同时用清水处理的煤样作为参考。采用程序升温氧化法对煤样进行模拟氧化试验,从宏观上分析阻化前后煤样自燃特性的变化;用傅里叶红外光谱仪对煤样进行测试,从微观上分析阻化前后煤样主要活性基团的变化规律。综合分析得出：在低温阶段使用质量分数为5%的过硫酸钠阻化剂效果最好。过硫酸钠阻化剂可以促使煤中活性基团生成比较稳定的醚类、烷基类、羧酸类,可以有效防治煤自燃。     

复合阻化剂抑制煤自燃的红外光谱实验研究

为研究聚丙烯酸钠—花青素复合阻化剂对煤自燃的阻化效果,选用褐煤和气煤制备阻化煤样进行对比实验。通过傅里叶红外光谱系统对比褐煤和气煤的原煤煤样与阻化后煤样的活性基团变化规律,开展指标气体测试,验证复合阻化剂对煤自燃的阻化效果。结果表明：聚丙烯酸钠—花青素复合阻化剂对褐煤及气煤自燃过程均起到持续抑制作用,在煤自燃的链式循环反应中,阻化剂阻断了煤氧化学吸附过程中过氧化自由基向碳氧双键中间产物的转化反应,使不稳定的过氧化自由基转化为氢过氧化物并进一步分解生成醇和水,使循环反应终止。聚丙烯酸钠—花青素复合阻化剂有效降低了煤的自热氧化能力,在煤自燃氧化的过渡阶段有显著抑制效果。     

氯盐复合阻化剂对不同煤样自燃阻化效果的研究

以内蒙古褐煤、大同烟煤、黑龙江无烟煤三种变质程度不同的原煤样和经复合阻化溶液处理过后的煤样为试验对象,通过实验测定与动力学分析,对比复合阻化剂对三种煤样的阻化效果,研究表明,复合阻化剂能够有效抑制大同烟煤的氧化反应,增加煤体的活化能,对其的阻化效果远远高于其他两种煤样。     

煤自燃阻化剂雾化性能实验研究

介绍了气溶胶阻化剂雾化性能测试系统,选取不同浓度的NH4H2PO4、NaHCO3、MgCl2溶液进行雾化,通过对湿度、温度等方面对比分析,得出不同阻化剂的雾化性能。实验结果表明:3%NaHCO3溶液雾化效果最好,25%MgCl2溶液稳定性能最强。     

煤矿用防火材料及阻化剂

介绍了国内外近30年以来所使用的预防煤炭内因火灾的一些防火材料和阻化剂的防火作用、原理，并提出了新型阻化剂的发展趋势。     

阻化剂防治煤自燃效果分析

为进一步研发高效阻化剂以阻止煤炭自燃,对阳煤煤样分别添加4种不同浓度的阻化剂后进行了程序升温氧化法测定,通过对30~220℃升温过程中生成的一氧化碳气体指标以及ICO(产生的一氧化碳与消耗氧气的比值)的对比分析,得出了4种不同浓度的阻化剂对阳煤煤样自燃的阻化效果。结果表明,阳煤煤样在程序升温的不同温度阶段,浓度为15%的氯化镁阻化效果最佳,阻化率平均可达68%以上,180℃后,氯化镁的阻化率能达到78%,从而验证了15%的氯化镁为本次试验的优选阻化剂。试验结果可为阳煤五矿高效阻化剂的配制提供相关依据和参考。     

抑制煤氧化自燃的盐类阻化剂性能分析

为进一步研发高效阻化剂以阻止煤炭自燃,分别对东山煤样和芙蓉煤样,在添加不同阻化剂条件下进行程序升温试验,通过对40～150℃升温过程中不同煤样反应后一氧化碳产量的对比分析,得出了阻化剂对不同煤样的阻化效果.结果表明:对于东山煤样,碳酸氢铵和氯化镁的阻化率可达88%以上;不同升温过程中的芙蓉煤样,磷酸二氢铵、碳酸氢铵的阻化率均可达75%以上,煤样在不同温度阶段,质量分数20%的阻化剂阻化效果最佳.此试验结果可为高效阻化剂的配制提供相关依据和参考.     

防灭火阻化剂的载体——高性能泡沫的实验研究

提出用高性能泡沫作为煤自燃阻化剂的载体,使阻化剂和目标煤体充分有效地接触,以充分发挥阻化性能。优选出3种表面活性剂作为发泡剂,根据表面活性剂复配原理来选择多种稳泡剂进行复配,确定了高性能泡沫的最佳配方;研究了环境温度和泡沫溶液酸碱度对泡沫稳定性的影响。     

阻化剂氯化镁抑制煤自燃的实验研究

本文阐述了不同浓度氯化镁溶液处理塔山煤样后,对煤样进行热重实验,得出各煤样的特征温度点,重点分析不同浓度阻化剂对塔山矿煤样自然发火特性的影响,总结了各个煤样的自燃特征参数的变化规律,对比分析得出该阻化剂的最经济适用浓度范围,可为井下选择阻化剂浓度配制提供一定依据,对煤自然发火防治工作具有一定指导意义。     

煤自燃阻化剂的应用现状及发展趋势

从煤自燃的机理和阻化剂阻燃机理出发,探讨了目前常用阻化剂的缺点。分析了测定阻燃剂性能方法特点,并在分析影响阻化剂阻燃效果的因素基础上,建议合理选择阻化剂,其中复合阻化剂及复配技术是未来煤自燃阻化剂选择的主要对象。     

新型阻化剂在煤矿自然发火防治方面的应用

通过宏观表征和微观变化两个方面，研究了防治煤自燃的关键。结合磷系化合物分解物脱水炭化和吸热的特性，研制了新型阻化剂，并通过交叉点温度、阻化率和官能团活性参数等表示新型阻化剂对长焰煤和褐煤的阻化效果。实践证明，该新型阻化剂能极大地降低采空区遗煤自燃的危险性，为矿井提供了一种新型自然发火防治材料。     

无机盐类阻化剂和自由基捕获剂对煤自燃的协同抑制作用

从隔氧降温和终止自由基链式反应角度出发,将无机盐类阻化剂氯化镁和氯化钙与自由基捕获剂N,N-二苄基羟胺(DBHA)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)结合形成一种持续高效抑制煤自燃的复合阻化剂。以易自燃长焰煤为研究对象,采用阻化性能测定实验、活性官能团以及热分析表征实验研究复合阻化剂的阻化性能;以煤自燃过程中CO释放、煤中活性官能团的转化以及煤体质量的变化规律3者之间的关联性为基础,结合氧化反应热动力学特性,探讨复合阻化剂的阻化机理。实验结果表明:复合阻化剂对煤自燃过程起到协同抑制作用,具有物理化学双重阻化效果。与原煤相比,经复合阻化剂处理煤样,CO释放量在128℃时减少88.7%,在初始失重阶段和吸氧增重阶段抑制率均在80%以上,100℃时抑制率达到82.5%。复合阻化剂通过降低煤中羟基、甲基和亚甲基以及含羰基类活性组分的含量发挥阻化作用,其中芳香酮类化合物相对含量下降明显。添加复合阻化剂的煤体氧气吸附过程变短,吸附量减少,并且随着煤自燃进程发展活化能呈现出增加的趋势,特别在吸氧增重阶段活化能增加53.2%。在初始失重阶段,无机盐的保水作用对煤自燃起到物理隔氧和降温作用;在吸氧...     

阻化剂泡沫载体的实验研究

泡沫作为氯盐类阻化剂的载体制成阻化泡沫,既有泡沫覆盖效果和堆积性能好的优点,也有对煤的阻化作用,是一种综合性的煤自燃防治材料。选择表面活性剂作为发泡剂,并使用稳泡剂改善泡沫的稳定性,通过实验获得性能较好的泡沫,并确定出发泡剂的最佳浓度。选择NaCl、MgCl_2和CaCl_2 3种常用的阻化剂,分别测试其浓度对泡沫性能的影响,实验发现CaCl_2与泡沫的配合性较好,能够形成性能较好的阻化泡沫。     

煤阻化剂自动检测装置的研制

本文介绍了新研制的煤阻化剂自动检测装置的结构及原理、各检测参数的考察试验、不同检测方法的对比试验。     

防止煤炭自燃的新型阻化剂研究

煤炭与橡胶（塑料）的氧化均为自由基链式反应．根据它们氧化机理的相似性,选择橡胶防老剂为煤炭氧化的阻化剂,研究了防老剂对义马耿村矿长焰煤的化学阻化作用．结果表明,防老剂对长焰煤的氧化有显著的阻化效能和优良的后期阻化作用,其作用机理是阻断煤炭氧化的反应链     

有机磷系阻燃剂对煤自然发火的阻化研究

煤自燃事故是造成目前煤矿事故的重要原因,为了减少该类事故的发生,对煤进行阻化处理是有必要的。研究选用东欢坨矿煤样为原料,添加有机磷系阻燃剂进行阻化实验,利用程序升温-气相色谱联用技术对阻化效果进行分析。结果显示,苯基次膦酸浓度为30%、2-羧乙基苯基次膦酸浓度为8%、甲基膦酸二甲酯的浓度15%时,阻燃剂的效果最好。通过对最优阻化效果的样品进行CO指标气体、阻化率、O_2浓度及乙烯指标气体等参数分析,认为对东欢坨煤阻化效果最好的是苯基次膦酸,浓度为30%。     

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。     

复合阻化剂抑制煤自燃过程的阶段阻化特性

为解决单一阻化剂阻化效果弱、作用时间短的缺陷,基于2种物质不同阶段的阻化特性,选用碳酸氢钠作为物理阻化成分,高效抗氧化剂茶多酚作为化学阻化成分,开展复配阻化剂优选的实验研究。采用TG-DSC和FTIR实验,结合氧化动力学分析方法及分峰拟合技术,分析了复合阻化剂对煤氧化过程特性参数和微观基团的影响,从宏观和微观层面验证了复合阻化剂对煤自燃抑制的高效阻化效果,揭示其微观阻化机理。结果表明：阻化煤样的6个特征温度较原煤提高,质量损失减少,低温氧化过程煤体吸热量增加,高温阶段煤体放热量减少,可燃指数及综合燃烧指数均明显降低,阻化煤样在氧化过程4个阶段的表观活化能均得到提高,分析得到复合阻化剂的优选质量配比(碳酸氢钠∶茶多酚=3∶1)。通过定量分析原煤及阻化煤样的活性官能团在氧化过程中的变化规律,得出复合阻化剂的添加减少了煤中的活性基团(羟基、甲基以及亚甲基)以及煤氧复合反应中间产物(羧基、羰基)的含量,稳定的官能团醚键的含量增加。在煤低温氧化过程中,碳酸氢钠热分解生成CO₂,通过表面CO₂-O₂竞争吸附效应,物理惰化抑制煤自燃;...