水分影响高硫煤低温氧化自燃特性参数实验研究

针对我国高硫煤层普遍存在自然发火期短、自燃特性参数不明确、自燃预测、预报难度大等难题,现场采集某高硫矿煤样,配制成不同含水量的水浸高硫煤混合煤样,采用XK型程序升温试验系统测试了高湿环境下煤样低温氧化过程中的耗氧速率、CO生成量、放热强度等煤自燃特性参数。     

高硫煤二次氧化自燃特性参数的实验研究

为研究高硫煤矿复采工作面煤自燃预测预防的问题,采用程序升温实验方法对高硫煤的初次和二次氧化自燃特性参数进行了对比分析。结果表明:高硫煤在二次氧化低温阶段耗氧速率、CO产生率、CO2产生率和放热强度较初次氧化均有所上升,临界温度之后,二次氧化反应剧烈程度有所下降,且二次氧化与初次氧化指标气体不同;高硫煤中的Fe S2对煤氧吸附有一定的影响,初次氧化产生的H+对煤氧复合起促进作用,反应产物Fe(OH)3胶体降低了煤分子的孔隙率,阻碍了二次氧化的煤氧复合反应。实验结果为高硫煤矿复采自燃预报及封闭工作面启封后的防火工作提供了数据支撑。     

三河尖煤矿高温高湿环境的治理技术

对矿井降温降湿技术进行简要分析后,通过采取优化通风系统、加大施工地点风量、改造导水系统、隔绝热源、喷雾洒水、局部制冷等综合措施,有效地治理了矿井高温高湿环境,为矿井抢险救灾、成功施工高压水闸墙等创造了良好的环境。     

低温氧化下煤的官能团演化特性研究

为研究煤在低温氧化下官能团的演化特征,首先利用原位反应池对煤样进行程序升温实验,并在特征温度点进行恒温氧化处理,然后借助傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对煤样进行分析,获取了不同温度阶段的官能团分布特征。研究结果表明:C-O官能团可作为煤炭自燃的重要指标;官能团的变化可分为持续增加、先减后增和先减后增再减3种趋势,主要是由原生基团消耗和次生基团生成造成的;不同温度阶段具有不同的主要活性官能团,其中C=O大约是在140℃以后才参与到反应中。     

高硫煤电化学催化氧化脱硫试验研究

以山西石坷节煤样为原料,着重考察了酸性无隔膜体系中煤的电化学脱硫规律。讨论了电解电流,电解时间,电解质浓度,煤浆浓度,煤粉粒度以及催化剂种类等主要因素对煤脱硫率的影响,最终确定了电化学脱硫的较佳工艺条件。通过电化学催化氧化脱硫方法,有效缩短了电解反应时间,提高了脱硫效率,达到了有机硫和无机硫同步脱除的目的。试验结果表明煤中无机硫和有机硫都可获得理想的脱除效果,在有催化剂条件下获得无机硫脱除率为90%,有机硫脱除率为37.5%。硫的总脱除率达80%。     

柴沟矿1501工作面煤样低温氧化特性研究

柴沟矿1501工作面煤层自燃发火等级较高,低温情况下容易自燃,已发生过煤层自燃现象。运用气相色谱仪、程序升温煤自燃实验系统和温度测量系统等对煤样进行分析研究,对不同氧化产物进行定性及定量分析,从而得出低温条件下煤样的氧化特性,为柴沟矿防灭火系统的建立提供科学依据,保证安全生产。     

恒温解吸附煤样低温氧化特性试验研究

为了研究解吸附煤样的自燃特性,运用煤低温氧化试验系统测试了煤样在氮气条件下恒温解吸附及解吸附再次氧化升温特性,分析了解吸附过程的气体产物规律和解吸附煤样的自燃特性参数,研究原煤和解吸附煤样的氧化、放热特性。结果表明:恒温解吸附过程中产生CO、CO_2、CH_4气体,CO_2的气体产生量远大于CO、CH_4,随着箱温温度的升高,气体产量也增大;与原煤相比,恒温30℃和50℃解吸附煤样的耗氧速率、放热强度均小于原煤;在70℃之前,恒温70℃解吸附煤样与原煤的耗氧速率和放热强度相似,在90~110℃之间出现交叉温度点,交叉温度点之前原煤的耗氧速率、放热强度大于恒温70℃解吸附煤样,之后小于原煤,说明不同恒温解吸附过程对煤的自燃特性的影响具有一定的差异。     

灵石高灰高硫煤的煤质特征及开发实践前景分析

通过对灵石矿区高灰高硫煤的煤质特征分析,概述了高灰高硫煤的物理特性和宏观岩相特性、工艺性质及炼焦用煤途径,探讨了高灰高硫煤的炼焦配煤性质及开发使用效果,阐述了扩大炼焦煤资源及精确配煤的意义。     

水泥浆液在低温环境下的凝结特性试验研究

针对冻土区、井筒解冻区注浆遇到水泥浆液凝结时间长、加固、堵漏效果差等问题,为了研究低温或负温环境下掺加外加剂的水泥浆液凝结特性,根据工程实际应用要求,配制了添加工业盐、甲酸钙、氯化钙的17种水泥浆液,分别研究其在3、0、-2℃环境温度下的初凝及终凝时间,分析不同低温环境下、不同添加剂对普通硅酸盐水泥浆液凝结时间的影响。研究结果表明:添加工业盐、甲酸钙或氯化钙的水泥浆液可有效缩短初凝和终凝时间,水泥浆液初凝、终凝时间均随着温度的降低而延长;3℃环境温度时,水泥浆液初、终凝时间随工业盐含量增加而缩短,甲酸钙、氯化钙含量为4%时水泥浆液初凝时间最短,氯化钙含量为2%时水泥浆液终凝时间最短;0℃环境温度时,工业盐含量5%时、甲酸钙或氯化钙含量2%时的水泥浆液的初凝时间、终凝时间最短;-2℃条件下,工业盐含量5%时、甲酸钙或氯化钙含量3%时的水泥浆液的初凝时间、终凝时间最短,凝结效果良好。     

风量对煤低温氧化气体产物的影响实验

为研究风量对煤自燃低温氧化产物的影响,采用程序升温的方法将煤温控制在恒温条件下,分析了不同风量对煤氧化产生的气体浓度和产生率的影响变化规律。根据CO增长率得出了不同风量下煤的临界温度。实验结果表明:CO气体浓度和产生率与煤温呈指数关系;煤温一定时,CO、CO_2气体浓度随供风量的减小而增大,而CO、CO_2气体产生率随着风量的增加先增加后减小;此外,煤的临界温度不受风量的影响而发生变化。     

重复升温对煤低温氧化特性影响的试验研究

为了研究重复升温对煤自燃规律的影响,利用自主设计的油浴式升温氧化装置,对同一煤样连续进行了2次重复升温试验,测得了不同温度下煤样罐出口处多种指标气体的浓度,并对各次升温后的煤样进行了工业分析。在此基础上,计算得到了煤的耗氧速率,以此来判断重复升温对煤氧化能力的影响。研究表明:随着温度的上升,耗氧速率和指标气体浓度均逐渐增大;随着重复升温次数的增加,在相同温度下,耗氧速率和指标气体浓度呈递减趋势,表明重复低温氧化降低了煤的氧化能力。     

低阶煤自燃指标气体与氧化特征温度实验研究

以4种低阶煤为研究对象,通过程序升温氧化实验和热重分析实验,研究煤升温氧化过程中各指标气体浓度及煤样质-热与温度的关联性。对比同一温度下不同煤样产生指标气体浓度,发现煤变质程度越低,氧化越剧烈,得出以CO为主,H_2、C_2H_4和C_2H_2为辅来进行预测预报的自然指标气体体系;同时确定各煤样特征温度,对煤自燃过程进行阶段划分,提高现有煤层自然发火宏观特性的认识。     

高温下煤吸附氮气后氧化特性变化的实验研究

矿井自燃火区注氮气灭火时发现,煤体的温度仍会在高温中维持一段时间,高温下煤样对氮气的吸附影响着煤氧化自燃特性。以锡盟褐煤为研究对象,将煤样分别在200℃下吸附氮气6、12、18 h,通过分析实验煤样的气相产物及氧气消耗,煤氧化表观活化能以及煤孔隙结构参数的变化,研究吸附氮气后煤样的氧化特性。实验表明,煤样经过高温吸附氮气的处理后,气相产物的释放量均高于原煤;高温吸附氮气降低了煤氧化活化能,吸附氮气时间越长,活化能值越低;处理后煤的孔平均直径、孔隙率与渗透率均高于原煤,增加了煤氧反应速率,加快煤氧反应进程。     

供风量对煤低温氧化特性影响的实验研究

利用程序升温实验对5种不同粒径制成的混合煤样的低温氧化特性参数进行实验研究,通过对不同煤温、不同供风量条件下的CO_2浓度、CO浓度及临界温度进行分析,得到了自燃过程中供风量对煤低温氧化特性的影响规律,确定了CO浓度与煤温、供风量的量化关系,揭示了CO浓度与煤温、供风量的曲线关系符合指数增长的趋势。     

水的酸碱性对煤低温氧化特性影响的实验研究

为了研究不同酸碱度的水对煤低温氧化特性的影响,利用自主研发的煤程序升温实验装置对潞宁矿5组煤样进行实验,检测得到不同条件下煤样罐出口的多种指标性气体的浓度;通过计算标准耗氧速率、标准CO及CO2生成速率和甲烷的浓度变化规律来判断水的酸碱度对煤低温氧化特性的影响。结果表明:在不同温度阶段,水的酸碱性对煤低温氧化特性的影响有明显差异,当温度超过160℃时,中性和酸性水环境对煤氧化有一定促进作用;而碱性水环境在温度高于55℃时,一定程度上可以抑制煤氧化。     

浸水时间对煤低温氧化特性影响的实验研究

为了研究不同浸水时间对煤低温氧化特性的影响,在恒温50℃和程序升温30~180℃2种条件下对潞宁矿5组煤样进行实验;通过计算标准耗氧速率、标准CO及CO2生成速率来判断浸水时间对煤低温氧化特性的影响。结果表明:随着煤样浸水时间的增加,煤样的低温氧化能力先增强后下降,并且存在某个浸水时间最易促进煤样的低温氧化;无论浸水时间长短,在155℃以后浸水煤样的氧化能力都超过原煤。     

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。