初始温度对煤自燃特征影响的实验研究

发布时间：2017-07-04 06:05

  本文关键词：初始温度对煤自燃特征影响的实验研究

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【摘要】：煤炭资源的开采矿井中，矿井受地热条件的影响，自燃危险性明显增加，直接威胁矿井正常生产以及人身安全。本文采用实验分析的方法，以孟巴矿煤样为研究对象，通过对不同初始温度煤样的氧化自燃过程的实验，研究初始温度对煤自燃影响的微观特征与宏观特性参数，对高地温矿井煤自燃机理的研究具有重要的理论指导意义。 利用色谱吸附氧实验，得出了不同初始温度对煤低温氧化过程中煤的物理、化学吸氧量和煤氧吸附热的影响规律，证明初始温度越高，煤氧复合能力越强。 采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）研究了不同条件下煤样的红外光谱特征，得出煤分子中官能团随温度的变化规律，确定出煤分子中影响煤自燃性能的主要官能团的变化特征；得出30℃以上时，煤样的含氧官能团明显增加。 根据程序升温实验，研究了不同初始温度煤样氧化自燃的气体产生速率、耗氧速率、放热强度等宏观表征参数的变化规律，，分析了初始温度对煤自燃宏观特性参数的影响关系，得出初始温度越高，煤越容易自燃。通过对宏观特征参数的分析，得出不同初始温度煤样氧化自燃的宏观特征变化规律与其微观特征变化之间的对应关系，得出了初始温度对煤氧化自燃影响的微观解释。
【关键词】：初始温度 煤自燃 FTIR 程序升温
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.1.1 研究背景7
• 1.1.2 研究意义7-8
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势8-12
• 1.2.1 煤自燃机理研究8-9
• 1.2.2 煤自燃影响因素9-10
• 1.2.3 高温条件对煤自燃影响的研究现状10
• 1.2.4 煤氧复合实验的研究现状10-11
• 1.2.5 FTIR 实验的研究现状11-12
• 1.3 研究内容及技术路线12-14
• 1.3.1 研究内容12-13
• 1.3.2 研究目标13
• 1.3.3 研究方法和技术路线13-14
• 2 高地温对煤自燃特征影响的理论研究14-17
• 2.1 地温对煤自燃的影响14-15
• 2.1.1 地温与煤体氧化放热性的关系14
• 2.1.2 地温与供氧条件的关系14
• 2.1.3 地温与煤体自燃蓄热条件的关系14-15
• 2.2 高地温对煤氧复合反应的影响15-16
• 2.3 官能团对煤氧化性的影响16
• 2.4 本章小结16-17
• 3 煤样制备与基础参数测试17-21
• 3.1 煤样的选取与制备17-18
• 3.2 工业分析和元素分析18-19
• 3.2.1 实验条件18
• 3.2.2 实验结果18-19
• 3.3 真密度测试实验19-20
• 3.3.1 实验条件19
• 3.3.2 实验过程与结果19-20
• 3.4 本章小结20-21
• 4 初始温度对煤自燃微观特征参数的影响21-37
• 4.1 色谱吸氧实验21-26
• 4.1.1 实验条件21
• 4.1.2 实验过程21-24
• 4.1.3 实验结果24-26
• 4.2 FTIR 实验26-36
• 4.2.1 实验条件27-28
• 4.2.2 实验过程28-30
• 4.2.3 实验结果30-36
• 4.3 本章小结36-37
• 5 初始温度对煤自燃宏观特征参数的影响37-55
• 5.1 实验原理及条件37-38
• 5.1.1 程序升温实验台装置及结构37-38
• 5.1.2 实验条件38
• 5.2 高温对气体指标影响38-43
• 5.2.1 高温环境对 CO、CO_2产生率的影响38-40
• 5.2.2 高温环境对煤样耗氧速度的影响40-41
• 5.2.3 高温环境对煤样放热强度的影响41-42
• 5.2.4 高温环境对指标气体的影响42-43
• 5.3 高温对极限参数的影响43-53
• 5.3.1 对最小浮煤厚度的影响44-47
• 5.3.2 对下限氧浓度的影响47-50
• 5.3.3 对上限漏风强度的影响50-53
• 5.4 高温对特征温度点交叉温度的影响53-54
• 5.5 本章小结54-55
• 6 结论55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 附录60

【参考文献】

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1 罗陨飞,李文华,陈亚飞;中低变质程度煤显微组分结构的~(13)C-NMR研究[J];燃料化学学报;2005年05期

2 张[?妮;邓军;罗振敏;文虎;王威;;煤自燃影响因素的热重分析[J];西安科技大学学报;2008年02期

本文编号：516610