防治煤层自燃的新型阻化剂的制备及性能研究
发布时间：2024-02-28 04:43
矿井火灾是我国煤矿事故重要灾害事故,煤氧化自燃是引发矿井火灾的重要原因,而我国煤炭自燃火灾事故频发,煤层自燃倾向性高,这不仅严重威胁着我国煤炭的安全高效开采,还造成了重大的人员伤亡和经济损失。随着各国学者对煤低温氧化过程、自燃机理的不断深入研究,逐渐形成了注浆、惰气、泡沫、胶体、阻化剂等防治方法。阻化剂尤以盐类阻化剂为主,其来源广泛、价格低廉、简单易制得而被广泛使用,但易流失、阻化性质单一、阻化寿命短、需要反复喷洒等问题又困扰着我国煤炭的安全生产。因此,开发复合、协同阻化、阻化周期长、阻化效率高的新型绿色环保阻化剂显得尤其重要。本文在前人对煤自燃机理研究的理论基础上,选用3种不同变质程度的煤样为研究对象,以防治煤层自燃的阻化材料的制备、应用以及阻化工艺的优化为研究基点。制备聚乙酸乙烯酯乳液,与典型的物理阻化剂高吸水性树脂(SAP)和新型化学阻化剂镁铝层状双氢氧化物(LDHS)复合,借鉴高分子阻燃方法中的微胶囊技术和气溶胶雾化技术,通过ZRJ-1煤自燃性测定仪、程序升温-气相色谱联用、同步热分析仪、傅里叶变换原位红外光谱仪,探索了煤样阻化前后吸氧量、交叉点温度、耗氧速率、放热强度、CO、...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 煤自燃机理理论研究
1.2.2 煤自燃防治技术
1.2.3 防治煤自燃的阻化剂分类
1.2.4 微胶囊复配阻燃技术
1.2.5 阻化剂阻化性能评价指标
1.2.6 存在的问题
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 微胶囊复合阻化剂的制备
2.1 高吸水性树脂的制备
2.1.1 高吸水性树脂的吸水机理
2.1.2 实验原料
2.1.3 实验仪器和设备
2.1.4 实验过程
2.2 镁铝层状双氢氧化物的制备
2.2.1 镁铝层状双氢氧化物的阻化机理
2.2.2 实验原料
2.2.3 实验仪器和设备
2.2.4 实验过程
2.3 聚乙酸乙烯酯乳液的制备
2.3.1 聚乙酸乙烯酯乳液的阻化机理
2.3.2 实验原料
2.3.3 实验仪器和设备
2.3.4 实验过程
2.4 微胶囊复合阻化剂的制备
2.4.1 微胶囊的制备方法
2.4.2 实验原料
2.4.3 实验仪器和设备
2.4.4 实验过程
2.5 本章小结
第三章 阻化煤样自燃宏观特性实验研究
3.1 实验煤样选取
3.1.1 煤样选取
3.1.2 工业分析和元素分析
3.2 阻化煤样制备
3.2.1 煤样阻化实验方案
3.2.2 煤样阻化设备
3.2.3 阻化工艺
3.3 阻化煤样自燃倾向性分析
3.3.1 实验装置
3.3.2 实验过程
3.3.3 实验结果分析
3.4 煤自燃氧化程序升温实验
3.4.1 实验装置
3.4.2 实验过程
3.4.3 实验结果分析
3.5 本章小结
第四章 煤样阻化过程热分析及动力学计算
4.1 实验部分
4.1.1 实验原理
4.1.2 实验仪器
4.1.3 实验步骤
4.2 特征温度点
4.3 煤氧化燃烧动力学计算
4.3.1 氧化动力学方程的建立
4.3.2 动力学方法
4.3.3 动力学机理函数
4.3.4 表观活化能
4.4 本章小结
第五章 煤自燃阻化过程中活性基团变化规律
5.1 红外实验
5.1.1 实验原理
5.1.2 实验仪器
5.1.3 实验步骤
5.2 原煤及阻化煤样红外光谱图分析
5.2.1 常温下原煤红外光谱分析
5.2.2 常温下阻化煤样红外光谱分析
5.2.3 程序升温过程中原煤及阻化煤样红外光谱图分析
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 不足与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：3913488
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 煤自燃机理理论研究
1.2.2 煤自燃防治技术
1.2.3 防治煤自燃的阻化剂分类
1.2.4 微胶囊复配阻燃技术
1.2.5 阻化剂阻化性能评价指标
1.2.6 存在的问题
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 微胶囊复合阻化剂的制备
2.1 高吸水性树脂的制备
2.1.1 高吸水性树脂的吸水机理
2.1.2 实验原料
2.1.3 实验仪器和设备
2.1.4 实验过程
2.2 镁铝层状双氢氧化物的制备
2.2.1 镁铝层状双氢氧化物的阻化机理
2.2.2 实验原料
2.2.3 实验仪器和设备
2.2.4 实验过程
2.3 聚乙酸乙烯酯乳液的制备
2.3.1 聚乙酸乙烯酯乳液的阻化机理
2.3.2 实验原料
2.3.3 实验仪器和设备
2.3.4 实验过程
2.4 微胶囊复合阻化剂的制备
2.4.1 微胶囊的制备方法
2.4.2 实验原料
2.4.3 实验仪器和设备
2.4.4 实验过程
2.5 本章小结
第三章 阻化煤样自燃宏观特性实验研究
3.1 实验煤样选取
3.1.1 煤样选取
3.1.2 工业分析和元素分析
3.2 阻化煤样制备
3.2.1 煤样阻化实验方案
3.2.2 煤样阻化设备
3.2.3 阻化工艺
3.3 阻化煤样自燃倾向性分析
3.3.1 实验装置
3.3.2 实验过程
3.3.3 实验结果分析
3.4 煤自燃氧化程序升温实验
3.4.1 实验装置
3.4.2 实验过程
3.4.3 实验结果分析
3.5 本章小结
第四章 煤样阻化过程热分析及动力学计算
4.1 实验部分
4.1.1 实验原理
4.1.2 实验仪器
4.1.3 实验步骤
4.2 特征温度点
4.3 煤氧化燃烧动力学计算
4.3.1 氧化动力学方程的建立
4.3.2 动力学方法
4.3.3 动力学机理函数
4.3.4 表观活化能
4.4 本章小结
第五章 煤自燃阻化过程中活性基团变化规律
5.1 红外实验
5.1.1 实验原理
5.1.2 实验仪器
5.1.3 实验步骤
5.2 原煤及阻化煤样红外光谱图分析
5.2.1 常温下原煤红外光谱分析
5.2.2 常温下阻化煤样红外光谱分析
5.2.3 程序升温过程中原煤及阻化煤样红外光谱图分析
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 不足与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：3913488
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3913488.html
