氯盐及其复合阻化剂预防乌海地区煤层自燃的实验研究

发布时间：2020-10-22 07:43

　　 煤矿自燃发火严重影响煤矿的安全生产。矿井火灾属于传统五大煤矿灾害之一,随着高产高效新技术的不断发展,矿井开采强度加大,采空区范围不断扩大,通风系统相对复杂化,使得煤层自燃火灾进一步成为影响煤炭安全生产的主要灾害之一。轻易地就能够对人员和井下财务造成伤害,其中,由于煤炭自燃造成的火灾在总火灾事故中占据半数以上,所以,研究煤炭自然发火的防治方法具有重要意义。阻化剂预防煤炭自然发火是一种简易、高效、经济的方法。本文选用两种常见的卤盐阻化剂氯化镁和氯化钙,并在其浓度为20%的基础上,添加聚乙酸乙烯酯作为复配阻化剂,将实验煤样经过阻化处理后,通过热重分析实验作为手段,以煤的活化能作为阻化效果的评价标准,通过对TG曲线进行化学动力学分析,研究了煤样经阻化处理后煤自燃特性变化规律。TG曲线反映的失水温度、着火点温度这些煤炭自燃特征温度值,添加阻化剂煤样的这些温度值都比添加阻化剂煤样要高。实验结果表明,在选用氯化钙和氯化镁作为阻化剂的基础上,添加一定量的聚乙酸乙酯可以提高煤的阻化效果。当选用氯化镁为阻化剂时候,选用20%氯化镁+聚乙酸乙酯乳液,以3:2比例可以作为最佳阻化剂;当选用氯化钙为阻化剂的时候,选用20%氯化钙和聚乙酸乙酯乳液以3:2比例为最佳配比阻化剂,能够有效抑制煤样的自燃发火,在相同阻化效果时,经济效益有明显提高,对于阻化剂的应用有一定的指导意义。经过阻化处理后,通过热重分析实验作为手段,以煤的活化能作为阻化效果的评价标准,应用Coats-Redfern积分法求得煤样的着火活化能E,指前因子A,用TG曲线计算阻化剂使用之后煤样氧化增重阶段的着火活化能。根据计算结果,计算了未添加阻化剂煤样和添加阻化剂煤样的反应活化能,在使用阻化剂之后活化能明显高于未使用时。经过本文实验研究和理论计算,得出的结果可以为之后的阻化剂复配阻化作用进行指导,对环保和成本低廉的效果显著的阻化剂,还有在预防火灾的实践使用都提供了理论和实践根据。
【学位单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD752.2
【部分图文】：

100 200 300 400500 600 70010.0800Temperature/℃图 4-1 东风露天矿氯化钙处理后 8#煤样 TG 曲线对比风露天矿 8#煤样三种氯化钙阻化剂处理后实验温度值20%氯化钙 20%氯化钙+聚乙酸乙烯度/℃ 163.7 180.6度/℃ 308.1 311.2度/℃ 510.4 520.1图为东风露天矿 8#煤样未使用阻化剂、使用 20%氯化钙和使用 20%乙烯酯乳液三种情况下煤样着火温度的变化折线图 4-2。

4-4 东风露天矿 8#煤样使用氯化镁阻化剂三种情况下煤样着火温度的知，东风露天矿在阻化处理后，煤样失水温度在增大，着火不同而逐渐增大，可知煤样的活化能在不断增大，和没有用遏制了它的自燃倾向性，使用了 20%氯化钙+聚乙酸乙烯酯成果是最明显的。化钙阻化剂阻化东风露天矿 16#煤样煤自燃热重对比实验图（020%氧化钙20%氧化钙+聚乙酸乙酯乳液

内蒙古科技大学硕士学位论文风露天矿 16#煤样两种氯化镁阻化剂处理后实验温度值20%氯化钙 20%氯化钙+聚乙酸乙烯失水温度/℃ 190.5 200.4着火温度/℃ 350.7 351.2燃尽温度/℃ 604.8 607.1图为东风露天矿 16#煤未使用阻化剂、使用 20%氯化钙和使用 20%氯乙烯酯乳液三种情况下煤样着火温度的变化折线图 4-6。
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本文编号：2851311