基于指标气体法对水浸煤的氧化特性研究
易欣1
葛龙2
张少航2
邓军1
1.西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054;陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西 西安 7100542.西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054
摘要：为研究水分对煤氧化特性的影响,通过煤自然发火试验确定能预报煤自燃的复合气体指标,然后采用程序升温试验测试不同含水率煤样氧化过程中复合气体指标的变化,研究在水分的影响下所产生复合气体指标的变化规律,同时探讨煤样的含水率对煤氧化特性的影响规律和作用机制.研究结果表明:煤自然发火温度与φ(CO)/φ(CH4)、φ(C2H6)/φ(CO)、φ(CO)/φ(CO2)以及Graham指数有明显关系.含水率对煤氧化升温过程中的影响在不同温度呈现出不同的阶段特征:在30～120 ℃时,水分对煤氧反应既有催化作用,也有抑制作用,而抑制作用占主导地位,表现出抑制作用最好的含水率为20％;在120～140 ℃时,水分对煤氧化反应的抑制作用减少,且水分作为反应物参与到煤氧反应中进而表现出水分对煤氧化的促进作用,此时水分对煤氧反应以化学促进为主,促进效果最好的含水率为10％;在120～140 ℃时,则由于水分蒸发使得煤样的原有孔隙体积增大并且产生了新的微小孔隙,变得更有利于煤氧化反应的发生,进而表现出对反应的间接促进作用,促进效果最好的含水率为15％.最终确定在水分的影响下,可以较为准确预报煤自燃的复合气体指标为φ(CO)/φ(CH4)、φ(C2H6)/φ(CO)和Graham指数.研究结果可丰富现场实际煤自燃的参数指标,增加高湿度煤层的开采安全性和自燃预测的准确性,有效地减少和预防煤自燃事故的发生.
关键词：煤自燃含水率阶段特征氧化特性指标气体
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52074218)国家自然科学基金(51804247)陕西省自然科学基金资助项目(2018JM5071)
论文发表日期：2023-03-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 130-136 )
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