CO_2对低温煤物理吸附氧过程的实验研究

通过分析煤对CO2和N2的等温吸附实验结果,发现煤吸附CO2能力强于吸附N2,而煤吸附N2强于吸附O2,因此CO2的存在必定会对煤低温吸附O2过程有重要影响.考虑CO2对煤吸附氧的影响,研究了CO2对煤低温物理吸附氧过程作用实质的实验方案,试图探索延缓煤自燃的办法.     

煤自燃过程物理吸附氧的研究

利用色谱吸氧法测试了不同煤种的煤样在不同吸附时间、不同环境温度和不同粒度的物理吸附氧量,分析了影响煤物理吸附氧的影响因素,对煤物理吸附氧过程氧气在煤体中动态流动特性进行了解释,提出煤物理吸附氧主要起输送氧和使煤体微小升温的作用,并对煤物理吸附氧与煤自燃倾向性之间的关系进行了充分讨论.     

煤物理吸氧量随温度及粒径变化规律的试验研究

通过试验测定了30℃时5个煤样于不同粒度下的物理吸氧量及其自燃倾向性、4种0.096～0.15 mm范围的煤样于不同温度下的物理吸氧量,并总结出煤样的物理吸氧量随粒径及温度的变化规律:为避免物理吸氧量会因煤样粒度分布的不同而改变现象的出现,粒度跨度不大于0.25mm;煤的物理吸氧量随温度的升高而减小,且初始吸氧量大的煤样减小得也快;30℃时的物理吸氧量不能代表整个温度范围内煤的物理吸氧量,且不能体现动力学性质.     

煤吸氧量测定过程中的影响因素分析

煤吸氧量是判断煤自燃倾向性的重要指标。在测定煤样吸氧量的过程中,发现多种操作因素对煤吸氧量有重要影响,从而影响煤样自燃倾向性等级鉴定。通过对4组煤样进行测定分析,得出样品的粒径、样品在标准管内的放置位置、样品的预处理时间等因素,都对煤的吸氧量有影响,提出合理的措施以准确地测定煤的物理吸氧量,进而准确鉴定煤的自燃倾向性。     

煤低温阶段吸氧特性的研究

为了深入了解煤氧复合机理,对煤低温阶段的吸氧过程进行了理论分析,并利用色谱吸氧法对煤低温阶段的吸氧量进行了测定.结合测试结果,分析了煤吸氧量随煤变质程度、温度的变化趋势,阐述了煤物理吸氧和化学吸氧之间的关系及其在煤自燃过程中的作用,并对现行色谱吸氧鉴定法进行了分析.     

不同温度下煤物理吸氧量变化规律的实验研究

实验采用ZRJ-1型煤自燃倾向测定仪,分别对不同煤样进行不同温度下吸附氧气后的脱附实验。实验得出脱附过程中的氧气的状态变化过程特征曲线,曲线斜率随脱附出的氧气浓度变化而变化。整体表现为2个波峰,其中后1个波峰表现为拖尾峰。不同温度下的煤的物理吸氧量变化规律为随着温度的升高物理吸氧量呈整体下降趋势,在一定温度范围内有波动。     

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。     

水分在煤低温氧化过程中的影响研究

通过理论分析和实验研究相结合的方法,分析了水分与煤低温氧化阶段升温进程和产热速率的关系,并基于分形维数研究了水分对煤孔隙结构的影响,讨论了水分在煤氧化学反应中所起的作用,最后就水分对煤低温下吸氧速度和吸氧量的影响进行了探讨,对进一步加深对煤低温氧化过程的认识和准确对煤的自燃倾向性进行鉴定具有十分重要的意义。     

煤自燃内在影响因素分析

煤自燃内在因素对煤氧化自燃过程起着决定性作用,依据吸氧量的大小可判断出煤的自燃倾向性等级。主要对代表自燃倾向性等级的吸氧量与代表煤自燃内部影响因素煤质指标之间的关系进行了分析,为煤自燃防治工作提供一定理论基础。     

水分对褐煤微观特性的影响研究

为了研究水分对褐煤微观特性的影响,采用低温真空干燥的方式对褐煤进行处理得到水分含量不同的褐煤,并对实验的3种煤样进行比表面积及孔径分析、自燃倾向性分析、原位红外光谱分析,结果表明:随着煤样水分的增大,煤样的最可几孔径逐渐增大,煤样的孔体积、比表面积和微分孔体积等表征煤样孔隙特征的参数与最可几孔径均有密不可分的联系;随着煤样水分的增大,煤样的物理吸氧量逐渐减小,减缓程度逐渐降低,煤样自燃倾向性加强,由Ⅱ类转向Ⅰ类;煤样中羟基、羧基及醚键会随着水分含量的降低而逐渐降低。     

煤的受热氧化及其对物理吸附氧气的影响

为探讨煤在氧化后发生的性质变化,选取无烟煤和烟煤2种煤样,在不同的温度下进行加热.在每一次加热前后都测量煤样的质量,以及进行对氧气的物理吸附实验.结果显示,煤样的质量和对氧气的物理吸附量都呈现出随加热温度先增大,然后快速下降的特征.分析表明,煤样内部的氧化变化是导致其质量和吸附氧气量发生同步、一致变化的根本原因.在较低加热温度下,煤样同氧气发生化合反应形成不稳定的中间产物使煤的质量增大,同时这些中间产物具有更强的氧气吸附能力.在更高加热温度下,煤样被深度氧化释放出气体产物导致质量下降,同时煤质变得酥松,内部分子间作用力减弱,对氧气的吸附能力也减弱.对煤各阶段氧化后性质的分析同相关文献的观测结果一致.     

Experimental simulation and numerical analysis of coal spontaneous combustion process at low temperature

The characteristic of coal spontaneous, combustion includes oxidative property and exothermic capacity. It can really simulate the process of coal spontaneous combustion to use the large-scale experimental unit loading coal ! 000 kg. According to the field change of gas concentration and coal temperature determined through experiment of coal self-ignite at low temperature stage, and on the basis of hydromechanics and heat-transfer theory, some parameters can be calculated at different low temperature stage, such as, oxygen consumption rate, heat liberation intensity. It offers a theoretic criterion for quantitatively analyzing characteristic of coal self-ignite and forecasting coal spontaneous combustion. According to coal exothermic capability and its thermal storage surroundings, thermal equilibrium is applied to deduce the computational method of limit parameter of coal self-ignite. It offers a quantitative theoretic criterion for coal self-ignite forecasting and preventing. According to the measurement and test of spontaneous combustion of Haibei coal, some token parameter of Haibei coal,spontaneous combustion is quantitatively analyzed, such as, spontaneous combustion period of coal, critical temperature, oxygen consumption rate, heat liberation intensity, and limit parameter of coal self-ignite.     

煤炭自燃过程中耗氧速率与温度耦合研究

通过对采集煤样进行热解试验,用气相色谱仪测定了试验煤样在不同热解温度下氧气的含量,分析了氧气随温度变化规律,得出耗氧速率与温度的数量关系,用于判定煤炭自燃的阶段,为科学控制煤炭自燃、防止煤炭自燃的发生提供决策依据.     

煤自燃高温贫氧氧化燃烧特性参数的实验研究

针对现有煤自燃特性参数测试装置的特点和不足,根据煤田火区高温、贫氧的燃烧特点,设计建造了XKGW-1型煤田火区燃烧特性参数测试实验装置。利用该实验装置模拟了煤田火区的燃烧过程,得到了煤样从常温到600 ℃高温过程中的宏观特性参数规律。实验结果表明,煤样可以在高温、贫氧浓度条件下,继续发生反应,放出大量的热量,维持火区的发展扩大。在火区发展演化的过程中,煤样的升温速率会因水分蒸发等原因出现减小的现象,但总体呈增大趋势;煤样的耗氧速度在50 ℃之前特别缓慢,之后迅速增大,氧浓度急剧减小,当煤温升高到约130 ℃左右,氧气浓度降低到3%以下,并持续缓慢降低;CO和CH4的产生量的变化规律相似,都随煤温的升高而升高,并且在110 ℃之前产生速率较慢,之后逐渐增大;CO2,C2H4,C2H6的产生量的变化规律相似,均随煤温的升高先增大后减小,但峰值点所对应的煤温有所不同。     

七星矿煤样不同粒度在不同温度下的耗氧特性研究

通过对七星煤矿煤样的程序升温实验,可测定不同温度时不同粒度煤样的氧气消耗量,研究发现不同粒度煤样的耗氧速度随温度的变化关系比较好的符合指数函数关系,拟合不同煤样的实验数据得出了煤样的耗氧速度与温度的函数关系,揭示出了煤样耗氧速度与温度的内在关系,为研究煤的氧化特性,煤的自燃特性提供了参考,为煤矿预防煤层的自燃发火灾害提供了帮助。     

浅谈煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法的注意事项

分析了煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法的影响因素,指出样品粒径应尽量接近标准要求、辅助项目的重复性限应尽量小、样品的预处理时间不应固定在1.5h.     

石嘴山二矿2268综放采空区自燃危险区域划分研究

通过实验测定煤的自燃特性参数,由现场观测和理论分析确定综放工作面采空区浮煤、漏风和氧浓度的分布情况,根据实际条件下浮煤自燃的极限参数,将采空区划分为窒息带、氧化升温带和散热带;然后根据综放工作面实际推进速度和最短自然发火期判定出采空区自燃危险区域,并确定出保障综放工作面安全的最小推进速度为1．36m/d．由此为石嘴山二矿安全生产、自燃火灾的预测以及防灭火提供依据．     

松散煤体中氧气输运过程的理论分析

根据煤氧作用低温自燃理论,分析了氧气在松散煤体中的运动形式,探讨了各种运动形式的控制方程,对氧气在松散煤体中的输运规律进行了研究。结果表明,氧气在松散煤体中主要通过流动空气的携带和自身的扩散来输运。在忽略Soret效应、假定煤体为各向同性的均匀多孔介质等简化条件下,推导出氧气在煤矿井下松散煤体中输运过程的数学模型。对进一步完善煤炭自燃理论、提高矿井自燃灾害防治能力具有重要作用。