【摘要】：針對(duì)煤被水浸后,自然發(fā)火次數(shù)大幅增加的現(xiàn)象,以葫蘆素2--1煤為研究對(duì)象,利用煤自然發(fā)火模擬系統(tǒng),測(cè)試了不同含水率煤樣在氧化自燃過程中CO與C2H4生成量,并基于CO濃度求解了煤自燃臨界溫度。結(jié)果表明:水分對(duì)煤自燃臨界溫度的影響是雙重的,隨著煤含水率的增大,煤自燃臨界溫度先增大后減小再增大,在最佳含水率時(shí)有極小值;含水率大于或小于最佳含水率時(shí),都會(huì)抑制煤的自然發(fā)火,且含水率越大,抑制作用越明顯;葫蘆素2--1煤的自燃最佳含水率約為12.01%,在采空區(qū)疏放水時(shí),應(yīng)保持煤中的水分大于煤自燃最佳含水率。
【圖文】：

c(3)對(duì)式(3)兩端積分得:∫L0ASmCnO2exp(－E/ＲTi)dx=∫Cout0kvgdc(4)式中:L為煤樣罐的高度，m;Cout為煤樣罐出口的CO體積分?jǐn)?shù)，10－6。對(duì)式(4)兩邊取自然對(duì)數(shù)得:lnCout=－EＲTi+lnASLmCnO2kvg(5)由式(5)知，當(dāng)供氣流量一定時(shí)，lnCout與1/Ti是一條直線。通過計(jì)算擬合曲線斜率--E/Ｒ，可得煤自燃不同反應(yīng)階段的活化能。而活化能發(fā)生突變的溫度即煤自燃臨界溫度［15］。2煤程序升溫試驗(yàn)2．1試驗(yàn)儀器試驗(yàn)儀器為煤自然發(fā)火模擬裝置，如圖1所示。其主要由程序控溫箱、氣體質(zhì)量流量控制器、預(yù)熱氣路、煤樣罐、溫度控制系統(tǒng)、氣體分析儀等組成。程序控溫箱為不銹鋼內(nèi)膽，外加石棉保溫層，能夠?qū)崿F(xiàn)恒溫、跟蹤升溫或者程序升溫;預(yù)熱氣路系統(tǒng)向煤樣罐提供經(jīng)過預(yù)熱的干空氣;煤樣罐為圓柱型純銅材質(zhì)，內(nèi)置鉑絲溫度探頭。氣體分析系統(tǒng)為GC--4008B氣相色譜儀。圖1煤自然發(fā)火模擬裝置Fig．1Simulationdeviceofcoalspontaneouscombustion2．2試驗(yàn)煤樣試驗(yàn)煤樣選自葫蘆素2--1煤層，主要煤質(zhì)指標(biāo)為水分5．86%，灰分4．76%，揮發(fā)分28.60%，，含硫量1．56%，吸氧量1．04cm3·g－1。試驗(yàn)時(shí)取新鮮的大塊煤樣，先剝?nèi)ケ砻嫜趸瘜�，然后進(jìn)行破碎，篩分出粒徑0～1、1～3、3～5mm的煤粒。煤自然含水率和飽和含水率分別為5．86%與14．19%。將3種不同粒徑的煤樣按質(zhì)量比1∶1∶1混合均勻，裝入566

樣罐和程序控溫箱的幾何中心;連接好氣路，檢查整個(gè)裝置的氣密性。試驗(yàn)時(shí)向煤樣罐內(nèi)通入流量130mL/min的干空氣，采用0．5℃/min升溫速率。試驗(yàn)溫度為30～200℃，每隔10℃取1次煤樣罐出口氣體，進(jìn)行氣體成分和濃度分析。2．4試驗(yàn)結(jié)果及分析1)氣體產(chǎn)生規(guī)律。圖2是不同含水率煤樣CO濃度隨煤溫的變化趨勢(shì)。由圖2可知，同一含水率煤樣CO生成量隨溫度的增大而增大。在低溫階段，不同含水率的煤樣CO生成量變化很小;當(dāng)煤溫超過100℃，含水率12．01%的煤樣產(chǎn)生的CO最大，其他4組煤樣CO的產(chǎn)生量基本隨含水率的增大而增加。圖4不同含水率煤樣的lnCout與1/Ti的關(guān)系Fig．4ＲelationshipbetweenlnCoutand1/Tiofcoalsampleswithdifferentmoisturecontent圖3是不同含水率煤樣C2H4濃度隨煤溫的變化趨勢(shì)。C2H4的出現(xiàn)表明煤自然發(fā)火進(jìn)入了加速氧化階段。由圖3可知，C2H4出現(xiàn)的溫度約為80℃，同一含水率煤樣的C2H4生成量隨溫度的增大而增大。在100℃以后，含水率12．01%煤樣C2H4生成量基本最大，其他4組煤樣C2H4的產(chǎn)生量基本隨含水率的增大而增加。2)煤自燃臨界溫度。圖4是不同含水率煤樣圖2不同含水率煤樣CO體積分?jǐn)?shù)隨煤溫的變化曲線Fig．2ChangecurvesofCOconcentrationwithcoaltemperatureofcoalsampleswithdifferentmoisturecontents圖3不同含水率煤樣C2H4體積分?jǐn)?shù)隨煤溫的變化曲線Fig．3ChangecurvesofC2H4concentrationwithcoaltemperatureofcoalsampleswithdifferentmoisturecontents的lnCout與1/Ti函數(shù)變化關(guān)系。由圖4可知，隨著煤溫的升高，lnCout與1/Ti斜率會(huì)發(fā)生突變，突變點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度即臨界溫度。通過計(jì)算不同反應(yīng)階段的擬合曲線
【作者單位】： 煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司安全分院;煤炭資源高效開采與潔凈利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(煤炭科學(xué)研究總院);北京市煤礦安全工程技術(shù)研究中心;
【基金】：“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2012BAB13B02) 中國(guó)煤炭科工集團(tuán)科技創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(2012MS001)
【分類號(hào)】：TD752.2

【參考文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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3 肖e

本文編號(hào)：2525937