唐家会矿煤自然发火分级预警方法研究
发布时间：2022-01-23 03:59
矿井煤自燃是煤矿五大灾害之一。近年来,随着科技的进步和装备的升级,煤自燃引起的事故逐年减少,但我国煤炭火灾防治形势依然严峻。煤自燃不但造成直接的损失,在井下狭小空间内容易引起瓦斯煤尘等事故。因此,做好煤自燃预警,针对煤自燃预防和治理工作及时作出正确的决策,对矿井安全生产和矿工人身安全意义重大。本文以内蒙古准格尔旗唐家会矿6号主采煤层为研究对象,建立唐家会矿煤自然发火分级预警体系,为唐家会矿6号煤层及其后开采其它煤层防灭火工作提供指导。本文通过实验分析和现场试验,对唐家会矿开展煤自燃阶段划分和分级预警体系的研究。针对煤自燃特征温度,采用热重分析、煤自燃程序升温实验和大型煤自然发火实验。通过TG/DTG分析,确定了八个特征温度范围,将煤自燃整个过程划分为五个阶段,并分析氧浓度对煤燃烧特性和热动力学特性的影响。利用煤自燃程序升温实验对煤样进行程序加热,分析不同氧气浓度下CO、C2H6、C2H4、C2H2等气体产生情况、链烷比、烯烷比及格氏系数变化规律得到了临界、干裂、裂变和增速四个特征温度。采用煤自然发火实验系统对唐家会矿煤样进行自然发火过程低温阶段测试,发现高温点从蓄热条件好的煤层中部位置...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
STA449F3型同步热分析仪从唐家会矿选取块状煤样密封保存好运送至实验室，破碎选取后中心部分，研磨筛
西安科技大学全日制工程硕士学位论文8图2.25E-MAG6700型工业分析仪表2.1煤样工业分析样品工业分析/(%)水分Mad灰分Aad挥发分Vad固定碳FCad煤样10.027.1435.8746.97实验用煤量10mg，误差±0.3mg，使用控温软件将温度从30℃升高至800℃，将气体总流量控制在100ml/min，气体条件设定氧浓度分别为21%、18%、15%、12%、9%、6%，2℃/min、5℃/min、10℃/min的升温速率下进行实验。2.2特征温度煤样在不同实验条件下的TG/DTG曲线如图2.3所示。10020030040050060070080020406080100120T6,334.6℃T5,264.7℃T3,74.9℃ⅠⅡⅢⅣⅤTGDTG温度/℃-1.5-1.0-0.50.00.51.0T8,564.5℃T7,479.4℃TG(%)DTG(%/min)10020030040050060070080020406080100T6,370.3℃T5,285.5℃T3,110.5℃ⅠⅡⅢⅣⅤTGDTG温度℃-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.0T8,648.1℃T7,508.7℃TG(%)DTG(%/min)（a）氧浓度6%、升温速率2℃/min（b）氧浓度6%、升温速率5℃/min
3程序升温煤自燃特征温度研究273程序升温煤自燃特征温度研究煤自燃程序升温实验台与大型煤自然发火实验台相比，具有实验周期短，煤样用量少，能够进行多种实验条件下多次反复实验的优点，所以本章选用煤自燃程序升温实验台，充分模拟采空区不同氧浓度情况下煤自燃过程，根据气体产生情况，分析特征温度点，确定特征温度范围及表征参数。3.1实验装置及步骤本文采用西安科技大学自主研发的XKGW-Ⅰ型煤自燃程序升温实验装置，由供气系统、程序升温反应炉和气相色谱仪组成。将不同氧浓度气体通入程序升温炉对1kg煤样进行加热至500℃，模拟不同氧浓度环境下的煤氧化过程，利用气相色谱仪分析不同温度下煤样产生的气体成份及生产量。程序升温反应炉和气相色谱仪如图3.1、3.2所示。图3.1程序升温炉实物图图3.2气相色谱仪
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤自燃预测预报理论及技术研究综述[J]. 刘晨,谢军,辛林. 矿业安全与环保. 2019(03)
[2]复合惰性气体采空区自然发火防治技术[J]. 韩兵,杨宏伟,高宏,钱志良. 煤矿安全. 2019(03)
[3]气溶胶灭火技术防治采空区自燃火灾的应用潜力研究[J]. 唐一博,王化恶,樊倩洳,李钰欣,智景荣,梁茜. 煤炭科学技术. 2018(07)
[4]水浸干燥作用对煤自燃特性及预测指标影响研究[J]. 翟小伟,葛晖,王凯,吴世博,王庭焱. 中国安全科学学报. 2018(05)
[5]煤自燃预测的支持向量回归方法[J]. 邓军,雷昌奎,曹凯,马砺,王伟峰. 西安科技大学学报. 2018(02)
[6]煤自燃预测气体及活化能变化研究[J]. 余明高,袁壮,褚廷湘,郭品坤,郑凯. 安全与环境学报. 2017(05)
[7]近十年我国煤矿安全事故时空规律研究[J]. 谭章禄,单斐. 中国煤炭. 2017(09)
[8]煤升温氧化动力学阶段性规律[J]. 张辛亥,白亚娥,李亚清,马腾. 西安科技大学学报. 2017(04)
[9]高温氧化条件下风化煤自燃特性试验研究[J]. 邓军,宋佳佳,赵婧昱,蒋上荣,肖旸,张嬿妮. 煤炭科学技术. 2017(01)
[10]基于PCA-PSOSVM的煤自燃程度预测研究[J]. 邓军,周少柳,马砺,王伟峰,雷昌奎,王炜罡. 矿业安全与环保. 2016(05)
博士论文
[1]淮南煤氧化动力学过程及其微观结构演化特征研究[D]. 赵婧昱.西安科技大学 2017
[2]煤矿开采引起的采空区瓦斯与煤自燃共生灾害研究[D]. 高洋.中国矿业大学（北京） 2014
硕士论文
[1]煤矸石反应过程官能团的演化规律研究[D]. 闫旭斌.西安科技大学 2018
[2]不粘煤煤粉火焰传播及热动力特性研究[D]. 李山山.西安科技大学 2018
[3]不同预氧化程度煤二次氧化特性研究[D]. 白亚娥.西安科技大学 2017
本文编号：3603553
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
STA449F3型同步热分析仪从唐家会矿选取块状煤样密封保存好运送至实验室，破碎选取后中心部分，研磨筛
西安科技大学全日制工程硕士学位论文8图2.25E-MAG6700型工业分析仪表2.1煤样工业分析样品工业分析/(%)水分Mad灰分Aad挥发分Vad固定碳FCad煤样10.027.1435.8746.97实验用煤量10mg，误差±0.3mg，使用控温软件将温度从30℃升高至800℃，将气体总流量控制在100ml/min，气体条件设定氧浓度分别为21%、18%、15%、12%、9%、6%，2℃/min、5℃/min、10℃/min的升温速率下进行实验。2.2特征温度煤样在不同实验条件下的TG/DTG曲线如图2.3所示。10020030040050060070080020406080100120T6,334.6℃T5,264.7℃T3,74.9℃ⅠⅡⅢⅣⅤTGDTG温度/℃-1.5-1.0-0.50.00.51.0T8,564.5℃T7,479.4℃TG(%)DTG(%/min)10020030040050060070080020406080100T6,370.3℃T5,285.5℃T3,110.5℃ⅠⅡⅢⅣⅤTGDTG温度℃-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.0T8,648.1℃T7,508.7℃TG(%)DTG(%/min)（a）氧浓度6%、升温速率2℃/min（b）氧浓度6%、升温速率5℃/min
3程序升温煤自燃特征温度研究273程序升温煤自燃特征温度研究煤自燃程序升温实验台与大型煤自然发火实验台相比，具有实验周期短，煤样用量少，能够进行多种实验条件下多次反复实验的优点，所以本章选用煤自燃程序升温实验台，充分模拟采空区不同氧浓度情况下煤自燃过程，根据气体产生情况，分析特征温度点，确定特征温度范围及表征参数。3.1实验装置及步骤本文采用西安科技大学自主研发的XKGW-Ⅰ型煤自燃程序升温实验装置，由供气系统、程序升温反应炉和气相色谱仪组成。将不同氧浓度气体通入程序升温炉对1kg煤样进行加热至500℃，模拟不同氧浓度环境下的煤氧化过程，利用气相色谱仪分析不同温度下煤样产生的气体成份及生产量。程序升温反应炉和气相色谱仪如图3.1、3.2所示。图3.1程序升温炉实物图图3.2气相色谱仪
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤自燃预测预报理论及技术研究综述[J]. 刘晨,谢军,辛林. 矿业安全与环保. 2019(03)
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[3]气溶胶灭火技术防治采空区自燃火灾的应用潜力研究[J]. 唐一博,王化恶,樊倩洳,李钰欣,智景荣,梁茜. 煤炭科学技术. 2018(07)
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[7]近十年我国煤矿安全事故时空规律研究[J]. 谭章禄,单斐. 中国煤炭. 2017(09)
[8]煤升温氧化动力学阶段性规律[J]. 张辛亥,白亚娥,李亚清,马腾. 西安科技大学学报. 2017(04)
[9]高温氧化条件下风化煤自燃特性试验研究[J]. 邓军,宋佳佳,赵婧昱,蒋上荣,肖旸,张嬿妮. 煤炭科学技术. 2017(01)
[10]基于PCA-PSOSVM的煤自燃程度预测研究[J]. 邓军,周少柳,马砺,王伟峰,雷昌奎,王炜罡. 矿业安全与环保. 2016(05)
博士论文
[1]淮南煤氧化动力学过程及其微观结构演化特征研究[D]. 赵婧昱.西安科技大学 2017
[2]煤矿开采引起的采空区瓦斯与煤自燃共生灾害研究[D]. 高洋.中国矿业大学（北京） 2014
硕士论文
[1]煤矸石反应过程官能团的演化规律研究[D]. 闫旭斌.西安科技大学 2018
[2]不粘煤煤粉火焰传播及热动力特性研究[D]. 李山山.西安科技大学 2018
[3]不同预氧化程度煤二次氧化特性研究[D]. 白亚娥.西安科技大学 2017
本文编号：3603553
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