變氧濃度環(huán)境下煤自燃特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、論文題目：變氧濃度環(huán)境下煤自燃特性實(shí)驗(yàn)研究專業(yè)：安全技術(shù)及工程碩士生：袁林（簽名）______________指導(dǎo)教師：文虎（簽名）______________摘要目前國內(nèi)外對煤自燃氧化產(chǎn)物的生成規(guī)律研究大都是在O2濃度為21%的條件下，而對不同O2濃度條件下氧化產(chǎn)物的生成規(guī)律研究較少。在煤礦井下采空區(qū)自燃帶、封閉火區(qū)等自燃危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)，O2濃度通常低于正常大氣中的21%，而自燃火災(zāi)的發(fā)生往往是由該區(qū)域引起的。本文研究了在21%、17%、

2、13%、9%、5%和3%氧濃度環(huán)境下分別進(jìn)行程序升溫實(shí)驗(yàn)，分析出清水營礦煤樣在20℃~220℃溫度范圍內(nèi)自燃產(chǎn)物濃度變化情況，確定CO為檢測自然發(fā)火的標(biāo)志氣體，同時以CH4、C2H4、C2H6和COCO2作為預(yù)警指標(biāo)。并發(fā)現(xiàn)煤樣在不同氧濃度下的臨界溫度點(diǎn)主要集中在60～80℃之間，可見氧氣濃度對同一煤樣的臨界溫度點(diǎn)沒有明顯影響，氧濃度雖然在一定程度上改變了煤氧復(fù)合反應(yīng)速率，但是并不能改變其速率明顯提高的起始溫度。通過對不同氧濃度環(huán)境下煤

3、樣特定溫度耗氧速率進(jìn)行分析，得出同一氧濃度下，耗氧速率隨溫度的升高而增大，前期耗氧速率低、增長慢，后期耗氧速率高增長快；氧濃度的不同會影響耗氧速率大小，同一溫度下氧濃度高則耗氧速率大，但耗氧速率隨溫度的變化趨勢不隨氧濃度的變化發(fā)生改變。通過研究煤自燃程度的特征溫度以及不同氧氣濃度環(huán)境對煤自燃氧化產(chǎn)物的影響，分析計(jì)算出煤樣耗氧速率、氣體產(chǎn)生速率、放熱強(qiáng)度等自燃特性參數(shù)，更準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)煤樣的自燃特性；對不同氧氣濃度下溫度對自燃產(chǎn)物濃度及其比

4、值的影響規(guī)律進(jìn)行分析，為更加有效的制定自燃防治措施提供依據(jù)，對煤的自燃預(yù)報(bào)預(yù)測具有重大意義。關(guān)鍵詞：煤自燃；變氧濃度；氧化性；自燃特性參數(shù)研究類型：應(yīng)用研究Subject:ExperimentalStudyonCoalSpontaneousCombustionacteristicsunderVaryingAmbientOxygenConcentrationSpecialty:SafetyTechnologyEngineeringName

5、:YuanLin(Signature)Instruct:WenHu(Signature)ABSTRACTStudygeneratingregularityofcoalspontaneouscombustionofcoaloxidationproductsismostlyundertheconditionofO2concentrationwas21%athomeabroadthestudyongeneratingregularityofc

6、oalspontaneouscombustionofcoaloxidationproductsundertheconditionofdifferentconcentrationofO2isless.InthecoalminegoafspontaneouscombustionzonefiresealingspontaneouscombustiondangerousareatheconcentrationofO2intheatmospher

7、eisusuallylowerthanthenmal21%buttheoccurrenceofspontaneousfireisoftenhappendintheregion.Byseparatelyat21%17%13%9%5%3%oxygenconcentrationenvironmenttemperatureprogrammedexperimentsanalysisofcoalsampleofQingshuiyingcoalmin

8、ein20℃~220℃temperaturerangecombustionproductconcentrationchangesdeterminetheCOgasfthedetectionofspontaneouscombustionofsymbolwithCH4C2H4C2H6COCO2asearlywarningindicats.foundthatthecriticaltemperatureofthecoalsamplesunder

9、differentoxygenconcentrationpointsmainlyconcentratedin60~80℃theoxygenconcentrationhavenoobviousinfluencetocriticaltemperaturepointofthesamecoalsamplealthoughtheoxygenconcentrationtosomeextentchangedthecoaloxygencomplexre

10、actionratebutdoesnotchangetheratesignificantlyincreasedthestartingtemperature.Throughtheanalysisofspecifictemperatureoxygenconsumptionrateofcoalsampleunderdifferentunderdifferentoxygenconcentrationenvironmentitisconclude

11、dthatoxygenconsumptionrateincreaseswithincreasingtemperatureunderthesameoxygenvolumefractionoxygenconsumptionrateislowslowgrowthinearlylateoxygenconsumptionrateishighgrowingfasterTheoxygenconcentrationindifferentsizemaya