浸水风干煤体低温氧化特性研究

发布时间：2017-06-04 16:07

  本文关键词：浸水风干煤体低温氧化特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以神东为代表的西部矿区煤层具有易自燃、埋藏浅、煤层间距离近、顶板基岩薄等特点;许多矿井的上煤层已经或即将采完,已开始回采下煤层。由于地表水及地下水沿采动裂隙渗漏至上煤层采空区,使得采空区遗煤长期处于被水浸泡的状态;长期浸水溶胀的煤体脱水风干后物理及化学性质会发生很大改变,其低温氧化特性较原煤差异较大。目前还未系统开展浸水煤体脱水风干条件下煤低温氧化特性的研究,制约了人们对该条件下煤自燃预警气体指标和自然发火期的认识。因此,开展浸水风干煤体低温氧化特性研究对浅埋藏近距离煤层群开采煤自燃防治具有十分重要的科学意义。本论文选取不同煤种、不同粒径及不同浸水时间的浸水风干煤体作为研究对象。利用电子扫描显微镜(SEM)研究了浸水风干煤体的表面孔隙结构特征,结果表明:浸水风干后,煤体比原煤具有更发达的表面孔隙结构。利用电子自旋共振波谱仪(ESR)研究了浸水风干煤体低温氧化过程中的自由基变化特性,结果表明:煤体浸水时间越长,风干后自由基浓度越大;随着温度升高,浸水风干煤体的自由基浓度呈增长趋势。相同浸水时间的煤体,粒径越大,风干后自由基浓度及g因子值越大。随着煤的变质程度升高,煤体浸水风干后自由基浓度增大,g因子值减小。利用煤自燃特性测试系统研究了浸水风干煤体在低温氧化过程中的气体产物变化规律,结果表明:浸水风干煤体的CO产生量大于原煤,耗氧速率大于原煤,交叉点温度低于原煤;在一定的浸水时间范围内,煤体浸水时间越长,风干后CO产生量越大,耗氧速率越大,交叉点温度越低;在一定的粒径范围内,粒径越大,风干后煤体的CO产生量较原煤增加程度更大,交叉点温度较原煤降低程度更大。利用基于程序升温的煤自燃临界温度测试方法研究了浸水风干煤体加速升温阶段的表观活化能变化规律,结果表明:浸水风干煤体的表观活化能小于原煤;煤体浸水时间越长,风干后的表观活化能越小;粒径越大,风干后煤体的表观活化能较原煤减小程度更大。利用煤自燃倾向性的氧化动力学测试方法研究了浸水风干煤体的自燃倾向性,结果表明:浸水风干煤体的自燃倾向性高于原煤;煤体浸水时间越长,自燃倾向性越高;粒径越大,风干后煤体的自燃倾向性较原煤升高程度越大。
【关键词】：浸水风干煤 低温氧化 自由基 程序升温 表观活化能
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 变量注释表18-20
• 1 绪论20-29
• 1.1 研究背景及意义20-21
• 1.2 国内外研究现状21-27
• 1.3 研究内容及技术路线27-29
• 2 浸水风干煤体低温氧化过程中自由基特性研究29-46
• 2.1 实验原理及设备29-30
• 2.2 实验条件及要求30-31
• 2.3 实验结果及分析31-45
• 2.4 本章小结45-46
• 3 浸水风干煤体低温氧化过程中气体产物研究46-62
• 3.1 实验原理及设备46-47
• 3.2 实验条件及要求47-48
• 3.3 实验结果及分析48-61
• 3.4 本章小结61-62
• 4 浸水风干煤体加速升温阶段表观活化能计算62-71
• 4.1 实验原理62-64
• 4.2 计算结果及分析64-70
• 4.3 本章小结70-71
• 5 浸水风干煤体自燃倾向性分析71-79
• 5.1 实验原理71-72
• 5.2 实验结果及分析72-77
• 5.3 本章小结77-79
• 6 结论与展望79-81
• 6.1 主要结论79-80
• 6.2 主要创新点80
• 6.3 研究展望80-81
• 参考文献81-87
• 作者简历87-89
• 学位论文数据集89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 叶敏;戴广龙;;低温氧化煤自由基的顺磁共振实验研究[J];洁净煤技术;2006年01期

2 程庆迎;黄炳香;李增华;;煤的孔隙和裂隙研究现状[J];煤炭工程;2011年12期

3 杨永良;李增华;季淮君;刘震;张亮;;可溶有机质对煤低温氧化的影响[J];煤炭学报;2013年10期

4 陈士明;电子顺磁共振波谱仪[J];上海计量测试;2003年01期

5 李增华;位爱竹;杨永良;;煤炭自燃自由基反应的电子自旋共振实验研究[J];中国矿业大学学报;2006年05期

6 李增华;煤炭自燃的自由基反应机理[J];中国矿业大学学报;1996年03期

7 马砺;邓军;王伟峰;王振平;;CO_2对煤低温氧化反应过程的影响实验研究[J];西安科技大学学报;2014年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 刘文永;孟巴矿高湿环境对煤自燃特性参数影响的实验研究[D];西安科技大学;2011年

  本文关键词：浸水风干煤体低温氧化特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：421449