煤自然降溫過程氧化特性及“滯后”效應(yīng)實驗研究.pdf

1、煤自燃的發(fā)展是一個復(fù)雜的物理和化學(xué)的動態(tài)過程。當(dāng)煤發(fā)生自燃后，應(yīng)及時采取適當(dāng)?shù)姆罍缁鸫胧种泼鹤匀嫉陌l(fā)展。在降溫過程中需實時監(jiān)測火區(qū)的溫度以及氣體濃度等參數(shù)，因此，對煤自然降溫過程的研究顯得尤為重要。
　　為了研究煤自然降溫過程的自燃特性，本文通過程序?qū)嶒炑芯坎煌悍N在不同粒徑以及不同降溫方式下的自燃特性，分析粒徑和降溫方式對降溫過程氣體產(chǎn)物濃度的影響，根據(jù)CO濃度將降溫過程劃分為不同的階段，并進(jìn)行動力學(xué)的分析，同時將升溫過程和

2、不同降溫過程進(jìn)行對比和分析。結(jié)果表明：煤自然降溫過程屬于一個非線性的動態(tài)過程。降溫過程中，實驗載氣中氧氣濃度越大，煤樣粒徑越小，煤樣生成的氣體產(chǎn)物濃度越大，生成C2H4氣體的最低溫度越低；通過CO濃度將不同降溫過程分成不同溫度階段，并計算出其活化能，表現(xiàn)為實驗煤樣變質(zhì)程度越高，活化能值越大；在相同實驗載氣的情況下，升溫過程相比于降溫過程中生成相同的氣體濃度(CO、C2H4和1/3焦煤CO2)時的溫度發(fā)生了一定的“滯后”；實驗煤樣為褐煤和

3、無煙煤時，升溫過程相比于降溫過程中生成相同的CO2濃度時的溫度發(fā)生了一定的“提前”；褐煤和1/3焦煤的空氣降溫過程的耗氧速率大于空氣升溫過程的耗氧速率，無煙煤空氣升溫過程與空氣降溫過程的耗氧速率存在兩個交點。
　　同時，通過自然發(fā)火實驗研究煤樣升溫過程和絕氧降溫過程中高溫點移動規(guī)律、氣體產(chǎn)物濃度以及自燃特性參數(shù)和極限參數(shù)，并進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明：升溫過程和降溫過程高溫點的位置變化不完全重合；為消除降溫過程中漏風(fēng)量無法測量的因素，

4、得到了單位流量耗氧速率、單位流量CO、CO2產(chǎn)生率以及單位流量最大、最小放熱強(qiáng)度的計算方法，其結(jié)果與程序升溫結(jié)果相同，證明了方法的可行性以及增加了升溫過程與降溫過程的可比性；自然發(fā)火升溫過程中，煤溫在50℃時，下限氧濃度、最小浮煤厚度和上限漏風(fēng)強(qiáng)度均達(dá)到最值，當(dāng)浮煤厚度小于0.648m時，浮煤不會發(fā)生自燃現(xiàn)象；自然發(fā)火降溫過程中，煤溫在80℃時，下限氧濃度、最小浮煤厚度和上限漏風(fēng)強(qiáng)度均達(dá)到最值，當(dāng)浮煤厚度小于0.384m時，浮煤不會發(fā)生