煤的低温氧化升温规律实验研究

对煤样进行系列恒温加热,得到煤样中心温度变化曲线以及各温度氧化后煤样的质量变化.分析表明:煤的氧化升温是由于煤中各级活性成分与氧发生放热反应造成的;贫煤约在220℃,280℃,330℃和490℃时,褐煤约在203℃,290℃以及368℃时出现明显的升温速率波峰,表明在这些温度点附近是各级活性成分集中发生反应的区域.     

粒径对煤氧化升温进程影响的试验研究

为研究粒径对煤氧化升温进程的影响,利用程序升温试验系统,分析潞安集团李阳煤矿15号煤层5种不同粒径煤样氧化升温进程中O_2,CO,C_2H_4等气体的生成规律,并计算了不同粒径煤样的耗氧速率和CO,CO_2,C_2H_4气体的产生速率以及煤自燃倾向性判定指数。结果表明:该煤层自燃临界温度约80℃,干裂温度约135℃,气体产生速率临界温度约160℃;从试验初期到干裂温度段,各煤样气体生成总量变化不大,超过干裂温度后,气体生成量变化幅度增大;煤样在超过气体产生速率临界温度后,各气体的产生速率开始有较大幅度增加,且粒径越小的煤样气体产生速率的变化幅度越大;随着煤样粒径的减小,煤样和O_2反应面积增大,交叉点温度相应降低,煤样粒径对煤自燃倾向性有明显影响。     

升温氧化过程煤表面介观特征和分形参数研究

将原子力显微镜（AFM）用于煤表面结构研究,提出介观尺度下煤表面结构研究方法. 得出基于分形理论和AFM观测结果计算分形维数D的方法.实验分析证明,煤表面有明显的分形特征,在煤样的升温氧化过程中,分形维数随温度的升高趋于增大.     

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。     

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.     

升温速度对煤热解动力学的影响

采用非等温热重分析对不同媒体度煤热解进行了试验研究,探讨了升温速度对煤热重曲红和失重速率峰值的影响。由热分析结果确定了煤的热解反应动力学参数,并就升温速度对煤热解动力学的影响进行了探讨。结果表明,通过不同升温速度下的热重实验可以为煤的气化、液化、干馏提供非常重要的信息,并可以为探索煤分子结构,阐述反应机理提供依据。     

空气流量下易燃煤层采空区遗煤氧化升温特性研究

为研究空气流量对采空区遗煤自燃的影响,基于九宫格原理设计了易燃煤层采空区的漏风通道,借助自行搭建的实验平台进行了煤自燃氧化升温实验,分析煤样耗氧速率和放热强度随煤温变化的规律。结果表明:考虑煤样空隙率时,耗氧速率有3次较为明显的峰值,第一次峰值出现在48℃左右,第二次峰值出现在75℃左右,第三次峰值出现在105℃左右;不考虑煤样空隙率时,大空气流量下,耗氧速率的3次峰值均高于第一种方法计算出的耗氧速率,在小空气流量下,耗氧速率的峰值差别不大;80℃之后,实验煤样生成的热量开始占据主导地位,放热强度与温度呈指数变化。可根据实验结果调节矿井的漏风量,来防治井下采空区的遗煤自燃。     

大明煤低温氧化过程的固体核磁共振研究

从室温至300℃范围,每隔50℃分别对空气中大明煤进行2h氧化,运用13C固体核磁共振技术,分析大明煤及其氧化产物的分子结构,用分峰拟合方法分析煤分子中芳族碳和脂族碳的变化趋势,得到大明煤低温氧化规律．     

绝热氧化法研究煤的自燃特性

介绍了一种绝热氧化实验设备及其实验方法，利用该设备测试了3种煤样的低温氧化自热升温过程，成功实现了100g左右小煤样的煤自然发火过程模拟试验研究，获得了煤在绝热状态下的氧化升温曲线，建立了煤的绝热氧化产热量计算的数学模型，对实验过程中煤在绝热条件下的氧化产热量进行了计算，获得了不同温度段煤的绝热氧化升温速率和产热速率。     

高硫自燃煤层低温氧化气体衍生规律研究

煤炭氧化后,随着氧化进程的不同将依次释放出各种气体,这些气体的出现及释放量能准确反映煤炭氧化自燃程度.利用煤氧化升温实验装置,研究了王台矿15号煤层煤自燃氧化特性,以及自燃升温过程中产生氧化气体和碳氢类气体随温度的变化规律.确定了15号煤自燃指标气体,并进行了详细分析,所得结果能够指导煤自燃的早期预测预报与防治工作.     

Seepage law and permeability calculation of coal gas based on Klinkenberg effect

Focused on the Klinkenberg effect on gas seepage, the independently developed triaxial experimental system of gas seepage was applied to conduct research on the seepage characteristics of coal seam gas. By means of experimental data analysis and theoretical derivation, a calculation method of coal seam gas permeability was proposed, which synthesized the respective influences of gas dynamic viscosity, compressibility factor and Klinkenberg effect. The study results show that the Klinkenberg effect has a significant influence on the coal seam gas seepage, the permeability estimated with the method considering the Klinkenberg effect is correct, and this permeability can fully reflect the true seepage state of the gas. For the gas around the standard conditions, the influences of dynamic viscosity and compressibility factor on the permeability may be ignored. For the gas deviating far away from the standard conditions, the influences of dynamic viscosity and compressibility factor on the permeability must be considered. The research results have certain guiding significance in forming a correct understanding of the Klinkenberg effect and selecting a more accurate calculation method for the permeability of coal containing gas.     

煤与瓦斯突出机理研究

后期释放条件不同导致了石门、回采及煤巷工作面突出强度的差异性.突出型的突出,包括煤粉的堆积和孔洞的形状,均是在压出型突出的基础之上迭加后形成的,瓦斯是突出的主导因素.     

Law of gas production during coal heating oxidation

Coal spontaneous combustion is a great threat to mine safety, and gas is the key index to describe coal spontaneous combustion. Taking the coal samples of different kinds of coal as research object, the temperature programmed oxidation experiment was carried out, and the gases produced by coal samples at different temperatures were collected and analyzed by gas chromatography. This research studied the variation characteristics of gas species and gas concentrations in different coal samples during heating oxidation. The experimental results show that different coal samples produce different kinds of gases in the process of heating and oxidation. The order of gas production is CO, C_2H_6, C_2H_4, C_3H_8, and the relationship between gas production and temperature is approximately exponential. With the increase of coal metamorphic degree, the turning point temperature of sharp rise in coal sample gas production rate become higher, the oxidation ability of coal sample decreases, and the quantity of gas production decreases during the same time period.     

煤与瓦斯突出机理研究

后期释放条件不同导致了石门、回采及煤巷工作面突出强度的差异性.突出型的突出,包括煤粉的堆积和孔洞的形状,均是在压出型突出的基础之上迭加后形成的,瓦斯是突出的主导因素.     

煤与瓦斯突出的热动力过程分析

针对当前计算瓦斯膨胀能中存在着的绝热假设不符合实际的问题 ,在前人实验室研究和现场观测的基础上 ,从热力学的角度入手研究了煤与瓦斯突出过程中的能量转换过程 .指出瓦斯膨胀过程是一多变过程 ,提出了多变指数n的确定方法 ,建立了煤与瓦斯突出过程中能量交换的热力学模型 .     

煤与瓦斯突出的热动力过程分析

针对当前计算瓦斯膨胀能中存在着的绝热假设不符合实际的问题,在前人实验室研究和现场观测的基础上,从热力学的角度入手研究了煤与瓦斯突出过程中的能量转换过程．指出瓦斯膨胀过程是一多变过程,提出了多变指数n的确定方法,建立了煤与瓦斯突出过程中能量交换的热力学模型．     

基于达西定律的煤粒瓦斯放散数值模拟研究

为了证明煤粒瓦斯解吸放散与视煤粒为球体无关,将煤粒简化为圆柱体进行研究。基于达西定律,建立柱坐标系下的瓦斯放散方程,运用有限体积法进行离散并无因次化,编制Visual Basic程序进行解算。通过对比分析模拟结果和实验结果,发现两者拟合程度很高,再一次证实了瓦斯在煤粒内部微孔隙中的流动符合达西定律,且进一步说明煤粒瓦斯放散规律与所选用煤粒形状无直接关系。     

黄岩汇煤矿瓦斯赋存规律及突出危险区域研究

为了掌握黄岩汇煤矿15号煤层瓦斯赋存规律及其突出危险性,通过井下实测瓦斯含量,运用地质构造控制理论分析了15号煤层瓦斯赋存特征及其影响因素,得出埋藏深度是控制15号煤层瓦斯含量变化的主导因素,煤层围岩对瓦斯保存起到了积极作用,断层、褶皱和陷落柱等因素对局部瓦斯分布有所影响.并在此基础上对15号煤层进行突出危险区划分,结果表明,该矿井15号煤层埋藏深度大于321m的区域为突出危险区,为防治瓦斯突出和矿井的安全生产提供了科学依据.     

Experimental and measured research on three-dimensional deformation law of gas drainage borehole in coal seam

Using self-researched gas drainage borehole stability dynamic monitoring device, three-dimensional deformation characteristics of borehole under steady vertical load were researched experimentally and systematically. This research indicated that under the action of steady loading, the mechanical deformation path of the simulated gas drainage borehole is gradually complicated, and the decay of the borehole circumferential strain is an important characterization of the prediction and early warning of borehole instability and collapse. The horizontal position of borehole occurs compressive strain, and the vertical of which occurs tensile strain under the action of vertical stress. At the initial stage of loading, the vertical strain is more sensitive than that in the horizontal direction. After a certain period of time, the horizontal strain is gradually higher than the vertical one, and the intersection of the borehole horizontal diameter and the hole wall is the stress concentration point. With the increase of the depth of hole, the strain shows a gradual decay trend as a whole, and the vertical strain decays more observably, but there is no absolute position correlation between the amount of strain decay and the increase in borehole depth,and the area within 1.5 times the orifice size is the borehole stress concentration zone.