煤低温氧化热效应影响规律研究

发布时间：2020-06-15 02:14

【摘要】：煤自燃灾害是影响煤矿安全生产的主要灾害之一。热量的产生和积累是煤炭自燃的直接原因,由于低温阶段煤的氧化放热量小不易被发现且受许多因素的影响,因此,有必要对煤低温氧化的热效应进行研究。本文分别对不同变质程度、不同粒度和不同氧浓度下煤低温氧化过程中的热物性参数、热效应参数和活化能变化规律进行了研究,分析了不同变质程度、不同粒度和不同氧浓度下煤的热物性参数和放热量的关联性,采用灰色关联度分析方法,研究了变质程度、粒度、氧浓度对煤低温氧化放热的影响大小,研究结果对煤自燃灾害的防治具有重要的理论指导意义。通过煤质分析实验分别研究了不同变质程度和不同粒度煤样的煤质组成及其对煤氧化自燃的影响;通过热物性实验,分别研究了不同变质程度、不同粒度和不同氧浓度下煤样热物性参数的变化规律,发现不同变质程度煤样的热扩散系数、比热容、导热系数随着变质程度的加深而增大,粒度对煤样的热扩散系数、比热容、导热系数的影响存在临界值,临界值在140-200目左右,而氧浓度对煤体热扩散系数、比热容、导热系数的影响较小。采用C80微量热仪,研究了不同变质程度、不同粒度和不同氧浓度下煤低温氧化热效应参数的变化规律。煤样的初始放热温度随着变质程度的加深、粒度的减小、氧浓度的增加而降低;单位时间放热量随着变质程度的加深呈线性减少;煤样的总放热量随着粒度的减小呈现先增高后小幅下降的趋势;通过曲线拟合,得到煤样的总放热量和氧浓度服从方程:y=a+bx;与21%氧浓度相比,氧浓度分别为15%、10%、5%时煤样的放热量分别降低了约19%、33%和46%;采用动力学方法分析了不同变质程度、不同粒径和不同氧浓度下煤样的活化能变化规律,随着变质程度的加深、粒度的减小活化能呈增加的趋势;当氧浓度从15%变化至10%时,煤样的活化能变化幅度较大,呈阶梯式上升。根据不同变质程度、不同粒度和不同氧浓度下的热效应参数和热物性参数的变化规律,分析了不同变质程度、不同粒度和不同氧浓度下煤样的热物性参数和放热量的关联性;采用灰色关联性分析方法,分别研究了变质程度、粒度、氧浓度对煤低温氧化放热特性影响的主次关系,发现内在因素变质程度影响最大,外在因素粒度大于氧浓度,且两者较为接近,因此在预防煤自燃的过程中,应重点考虑变质程度对煤低温氧化的影响。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD752.2
【图文】：

不同变质程度,工业分析,煤样,煤种

程度、不同粒度、不同氧浓度下煤低温氧拉畔、郭家湾、杨伙盘、张集和阳泉六种煤盘煤样均来自于陕西榆林，其中郭家湾和样的煤种为弱粘煤；张集煤样来自于安徽，煤种为无烟煤。解煤质特性的主要指标，也是评价煤质的业分析仪，在规定的时间、温度和气氛下对、挥发分含量，最后根据差减法得到样品

元素分析仪,煤样

ementar Vario EL Ⅲ型元素测定仪，实验装置反应，根据色谱法原理将实验过程中的气体到煤样的 C、H、N 含量，最后根据差减法得度煤样的元素分析实验新鲜煤样用尼龙袋密封运回实验室，经过鄂06-0.18 mm）的煤样作为实验样品，分别进样的元素分析实验伙盘煤样为研究对象，破碎并筛选出 40-80 mm），140-200 目（0.075-0.106mm），200 目分数组成的混合粒度煤样，分别进行实验得

【参考文献】