侏罗纪煤低温氧化自燃特性及其指标气体实验研究

发布时间：2020-10-30 21:51

　　 煤层自燃对矿井安全生产构成巨大危害。我国侏罗纪煤储量大,煤自燃倾向性强,对侏罗纪煤低温氧化自燃特性、指标气体临界值及其影响因素等进行研究,研究结果对侏罗纪煤自燃预测预报和煤火灾害防治具有重要科学意义和实用价值。首先,通过四种不同升温速率的热重实验研究了煤样低温氧化过程中的氧化反应动力学,结果发现:各煤样氧化自燃总反应历程相似;煤样特征温度随着变质程度增加而滞后,相同条件下越不易氧化自燃;低温氧化过程中煤样氧化及热解反应速率逐渐加快,煤样主要受三级化学反应方程控制。其次,通过FTIR实验研究了煤样低温氧化过程中主要官能团在临界温度、干裂温度点的变化规律,结果发现:从常温升至干裂温度,脂肪烃和含氧官能团是氧化反应主要参与者,芳香烃则基本上不参与氧化反应;煤样变质程度越高,反映芳香核稳定情况的取代苯相对较多,连接在芳香核周围的烷基侧链越短,表明煤分子结构相对越稳定,同时容易氧化的活泼-OH越少,说明在一定程度上变质程度越高的煤样越不易氧化自燃。最后,通过不同条件下的程序升温实验研究了煤样低温氧化过程中的生成气体浓度、耗氧速率以及CO临界值等宏观特性,结果发现:近似指数增长的CO、C2H4可以作为煤自然发火指标气体,赋存于煤中的CO2、CH4、C2H6则不可以;粒径、供风量、氧浓度等能够影响煤的氧化自燃,粒径越小煤样氧化自燃性越强,供风量适宜可以促进煤样氧化,氧浓度越低则煤氧复合作用越发困难;建立CO临界值多元线性回归模型,可以对CO临界值进行判断,从而为煤自燃的防治提供科学依据。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD752.2
【部分图文】：

技术路线图

析种变质程度不同的侏罗纪煤样，粘煤（RN）以及东荣二矿的气煤（GB/T 482-2008）采集实验所需侏层，取大块未被水淋的新鲜煤样与工程学院实验室。同变质程度的大块侏罗纪煤样，进行粉碎，经过筛分得到粒径为行密封存储，以备实验分析使用。-原、DR-原。实验采用西安科技大分析仪，如图 2.1 所示。

表 2.1 煤样的工业分析结果ad/% 灰分 Aad/% 挥01 4.83 60 7.57 53 7.85 块状煤样，经研磨和筛分后得到件下干燥 6h，将制备好的煤样0.05mg 进行热分析实验。热重2）。氧比为 4:1）环境下进行，气体。所有热重实验均采用非等温K/min 和 20K/min。
【参考文献】

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本文编号：2863044