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煤矸石绝热氧化的失重阶段及特征温度点分析
贾海林,
煤炭学报 , 2011,
Abstract: 为研究煤矸石绝热氧化过程的具体失重阶段和失重特征温度点,采用综合热分析仪研究了不同工况下氧气浓度和升温速率对煤矸石绝热氧化进程的影响。实验结果表明:煤矸石在不同工况下的绝热氧化失重过程可划分为4个阶段,即外在水分失水失重阶段、内在水分失水失重阶段、挥发分燃烧失重阶段和固定碳燃烧失重阶段。在同一氧气浓度(20%)下,随着升温速率的提高,煤矸石绝热氧化的TG曲线向高温区偏移,4个阶段的特征温度点(起点、中点、拐点和终点)随升温速率的增大而线性增大,挥发分和固定碳燃烧失重阶段的最大燃烧速率呈增大趋势,但各个阶段的质量变化基本相同。在同一升温速率(10.0℃/min)情况下,随着氧气浓度的提高,煤矸石绝热氧化的TG曲线向低温区偏移,外在水分和内在水分失水失重阶段的特征温度点(起点、中点、拐点和终点)和失重质量基本不受氧气浓度增大的影响,挥发分和固定碳燃烧失重阶段的特征温度点(起点、中点、拐点和终点)随氧气浓度的增大而降低。
细水雾抑制管道瓦斯爆炸的实验研究
,安安,游浩
煤炭学报 , 2011,
Abstract: 在搭建细水雾抑制管道瓦斯爆炸的小尺寸实验平台和阐明瓦斯爆炸传播机理的基础上,研究细水雾抑制管道瓦斯爆炸的有效性,并对其进行定性、定量分析。研究发现:在水雾足量的情况下,细水雾能有效抑制管道瓦斯爆炸的传播速度、降低火焰温度,并能改变火焰图像特性;瓦斯浓度较高或雾通量不足时,细水雾将通过助燃促进瓦斯爆炸的产生。
黄土无侧限抗压强度的试验研究
建伟,,,
安全与环境工程 , 2014,
Abstract: 为了研究黄土填料无侧限抗压强度特性随其含水率、干密度的变化规律,本文对22种不同含水率、干密度组合的黄土试样进行了室内无侧限抗压强度试验,通过对试验数据及应力-应变曲线的分析,分别研究了黄土试样的无侧限抗压强度、弹性模量与含水率、干密度的关系。结果表明同一含水率下,随着干密度的增加,黄土试样的无侧限抗压强度和弹性模量呈线性增长,且其增长速率随含水率增加而线性降低;同一干密度下,随着含水率的增加,黄土试样的无侧限抗压强度以二次函数的形式衰减,当黄土试样含水率为16%以上时,其衰减速率变缓,黄土试样无侧限抗压强度值基本处于同一水平,而黄土试样的弹性模量随含水率增加而线性降低,降低速率随干密度的增加而呈线性增长;黄土试样的无侧限抗压强度与弹性模量之间具有良好的线性相关性。该研究可为黄土作为建筑填料时的施工安全提供科学依据。
煤的受热氧化及其对物理吸附氧气的影响
路长,,陈亮,林棉金
煤炭学报 , 2008,
Abstract: 为探讨煤在氧化后发生的性质变化,选取无烟煤和烟煤2种煤样,在不同的温度下进行加热.在每一次加热前后都测量煤样的质量,以及进行对氧气的物理吸附实验.结果显示,煤样的质量和对氧气的物理吸附量都呈现出随加热温度先增大,然后快速下降的特征.分析表明,煤样内部的氧化变化是导致其质量和吸附氧气量发生同步、一致变化的根本原因.在较低加热温度下,煤样同氧气发生化合反应形成不稳定的中间产物使煤的质量增大,同时这些中间产物具有更强的氧气吸附能力.在更高加热温度下,煤样被深度氧化释放出气体产物导致质量下降,同时煤质变得酥松,内部分子间作用力减弱,对氧气的吸附能力也减弱.对煤各阶段氧化后性质的分析同相关文献的观测结果一致.
高位巷道瓦斯抽采诱导浮煤自燃影响效应
褚廷湘,刘春生,
采矿与安全工程学报 , 2012,
Abstract: 基于高瓦斯易自燃煤层高位巷道瓦斯抽采技术条件下,以研究煤自燃形成机理为切入点,依据义马煤业集团耿村矿13190工作面自然发火实际情况,通过理论分析,数学建模及现场辅助测试,对煤岩裂隙发育漏风通道模式、采空区浮煤碎胀特性、漏风动力源展开研究,发现巷道瓦斯抽采,增加了高瓦斯易自燃煤层的自燃风险,主要体现在:1)造成工作面、采空区及抽放巷道端口间存在漏风通道及动力;2)采动应力及抽采巷道松动圈造成采空区煤岩裂隙充分发育,采空区浮煤压实程度降低,浮煤碎胀性增加,有利于煤自燃蓄热;3)采空区浮煤一旦氧化,造成采空区高温点与漏风通道间存在温度梯度,从而形成的内生火风压,加剧采空区破裂浮煤的自燃进程,诱导采空区浮煤自燃发生。
矿井CO气体成因类型及机理辨识分析
贾海林,,徐永亮
煤炭学报 , 2013,
Abstract: 针对采煤作业空间CO气体异常,来源及成因类型不清等问题,综合运用矿井火灾学、煤田地质学、瓦斯地质学及煤化学等多学科理论,提出了CO气体成因类型由原生CO气体和次生CO气体构成。原生CO气体是煤化作用阶段的非烃类气体产物之一;次生CO气体是指煤机械破碎激活脱羰分解产生的CO气体,煤常温氧化和煤升温氧化过程产生的CO气体,也包括井下炸药爆破和防爆机车运行释放的CO气体。对原生CO气体和次生CO气体中煤机械破碎脱羰分解产生的CO气体和煤氧复合分解的CO气体的产生机理分别进行了阐述分析。分析了煤升温氧化过程CO气体发生量与煤体温度之间的对应关系及煤升温氧化生成CO气体的活化能。探讨了煤层原生CO气体含量测试及CO来源辨识方面存在的问题,提出了CO气体综合控制与治理的研究方向。
粉体材料热特性对瓦斯抑爆效果影响的研究
,王天政,游浩
煤炭学报 , 2012,
Abstract: 对不同抑爆粉体材料进行了热分析实验,研究了Al(OH)3,Mg(OH)2,尿素3种抑爆材料的热解特性,通过抑爆材料的热解失重曲线(TG)和差式扫描曲线(DSC)得到有关热解的特性参数.实验结果表明:尿素热解起始温度(133℃)低于Al(OH)3和Mg(OH)2,且在热解过程的吸热量(1291J/g)大于Al(OH)3和Mg(OH)2.分析比较了3种材料对瓦斯爆炸的抑制机理,依据抑爆实验结果可知,尿素能够产生较大的吸热效应,发生较快的热解,产生较多自由基,其抑爆性能明显优于其他两种材料,并通过瓦斯爆炸实验得到了验证。
不同还原程度煤的氧化与阻化特性
于水军,谢锋承,路长,
煤炭学报 , 2010,
Abstract: 采用STA449C型热分析仪,通过对煤氧化和阻化的热重分析曲线的6个不同温度特征值的分析,研究了阳泉3号无烟煤、上孔2号无烟煤、泉店低挥发分烟煤、义马高挥发分长焰煤4种不同还原程度煤和添加有化学阻化剂的煤的氧化和阻化特征。结果表明:义马煤氧化的临界温度(T1)和干裂温度(T2)最高,泉店煤的T1、T2最低;义马煤的氧化增速温度(T3)、着火温度(T4)、最大失重速率温度(T5)和燃尽温度(T6)最低,而上孔煤的T4、T5、T6最高;在氧化的初期阶段,对于各种煤样,添加MgCl2阻化剂后的阻化煤样的T2最高,在氧化的后期阶段,上孔煤和泉店煤添加抗氧剂A阻化剂的阻化煤样的T4、T5、T6较高,阳泉煤及其3种阻化煤样的T4、T5、T6相近,义马煤添加MgCl2阻化剂的阻化煤样的T4、T5、T6较高。研究表明,不同还原程度煤的氧化与阻化特征不同;4种煤的氧化性由易到难依次为:义马煤、阳泉煤、泉店煤、上孔煤;难氧化的上孔煤和泉店煤适合用MgCl2-抗氧剂A复合型阻化剂进行阻化,而易于氧化的义马长焰煤则适合用MgCl2进行阻化。
高压瓦斯泄放自燃实验研究
,赵万里,游浩
煤炭学报 , 2011,
Abstract: 自行设计和搭建高压瓦斯泄放自燃实验平台,研究了高压瓦斯泄放自燃的发生条件及自燃时喷口射流火焰的传播规律。实验装置及测试系统由高压储瓦斯和输送系统、数据采集与测量系统、爆破片夹持系统和下游管道释放系统等设备组成。由实验得到,在一定泄放初始压力和下游释放管道长度条件下,高压瓦斯泄放到大气过程中会引发自燃现象;且在下游管道长度较短时,只有当泄放初压较高时才能引发自燃,而当下游管道长度增长时,发生自燃时的泄放初压会随之下降。高压瓦斯泄放自燃时,下游管道喷口射流火焰随其传播距离的增大,火焰及激波能量不断衰减,激波速度及其超压值也随之不断减小,然而激波超压峰值减幅逐渐缩小。
CO2-N2赋存煤层综放工作面多参量变化趋势及相关性
贾海林,刘占斌,
煤炭学报 , 2011,
Abstract: 为弄清CO2-N2赋存煤层采煤工作面CO来源和风流温度,CH4、O2和CO浓度的变化趋势及相互影响,选取不连沟煤矿F6103综放工作面为研究对象,对包括风流温度,CH4、O2和CO浓度连续进行了35d的观测。综合运用最小二乘法、数理统计法和Matlab工具对观测数据进行处理和分析。结果表明,沿F6103综放工作面全线布点的2、3、4、5、6处风流温度,CO和CH4浓度基本上是随距进风巷距离增大而增大,峰值多出现在回风端头测点6。回风隅角测点8处风流温度,CO和CH4浓度在历时35d的观测中基本上与时间成4次多项式变化。通过自相关系数计算可知,测点6和8处CO浓度分别与其测点处O2浓度呈负相关关系,与温度和CH4浓度呈正相关关系。通过比相关系数计算可知,测点5和8处CO浓度和温度分别与测点6处O2浓度呈负相关关系,与测点6处CO、CH4浓度和温度呈正相关关系;测点5和8处CH4浓度分别与测点6处O2浓度和温度呈负相关关系,与测点6处CO、CH4浓度呈正相关关系。CO来源主要由3个方面构成,分别是井下柴油车运行释放的CO,大功率割煤机和煤体相遇瞬时高温氧化产生的CO和破碎煤体与氧的复合氧化产生的CO。
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