【摘要】：煤自燃是導(dǎo)致礦井火災(zāi)的,主要原因,一直威脅著煤礦安全生產(chǎn)。煤自燃是一個(gè)非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程,其形成和發(fā)展是自發(fā)的、緩慢的、動(dòng)態(tài)變化的放熱、聚熱、升溫,引起燃燒的過程。判定煤自燃階段,實(shí)現(xiàn)煤自燃分級(jí)預(yù)警是防治煤自燃的關(guān)鍵。本文針對(duì)煤自燃階段判定和分級(jí)預(yù)警,通過實(shí)驗(yàn)測試、理論分析和現(xiàn)場試驗(yàn)展開研究。針對(duì)煤自燃特征溫度,采用大型煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)、煤自燃程序升溫實(shí)驗(yàn)和熱重分析,通過煤自燃過程單一指標(biāo)和復(fù)合指標(biāo)、重量比和失重速率等參數(shù),建立溫度和氣體的對(duì)應(yīng)關(guān)系,確定了八個(gè)特征溫度:基于煤自燃分子結(jié)構(gòu)模型,針對(duì)煤自燃過程煤分子基因變化,進(jìn)行煤氧化動(dòng)力學(xué)理論、量子化學(xué)理論和相似理論分析,研究了煤分子活性基團(tuán)種類、反應(yīng)通道的優(yōu)先順序和煤表面活性基團(tuán)的活潑性次序,找到了煤分子活性基團(tuán)參與煤氧反應(yīng)的規(guī)律,提出了煤自燃基團(tuán)突變理論;基于煤自燃基團(tuán)突變理論分析,選擇了六個(gè)特征溫度,劃分煤自燃過程為七個(gè)階段,確立煤自燃階段判定方法;針對(duì)煤自燃預(yù)警,發(fā)現(xiàn)了煤自燃過程中氧化氣體和熱解氣休產(chǎn)生規(guī)律,研究了煤自燃標(biāo)志氣體和多參數(shù)指標(biāo),找到了氧氣濃度區(qū)間的CCO氣體濃度衣達(dá)方式,優(yōu)選了六個(gè)煤自燃指標(biāo),分別為CO、02、CO/OΔO2、C2H4、C2H4/C2H6和C2H2;針對(duì)容易自燃煤,實(shí)施了現(xiàn)場試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)r實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)椐的成功對(duì)接,量化了煤自燃指標(biāo),建立了煤自燃預(yù)警體系,確立了容易自燃煤自燃分級(jí)預(yù)警方法。本文給出了《煤礦安全規(guī)程》中關(guān)于煤自然發(fā)火臨界值、發(fā)火征兆、火災(zāi)的劃分依據(jù),為煤礦現(xiàn)場自然發(fā)火由被動(dòng)治理向主動(dòng)預(yù)防轉(zhuǎn)變提供了指導(dǎo)。
【圖文】：

煤自燃過程溫度與時(shí)間關(guān)系示意圖

圖 2.1 煤自然發(fā)火實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖（1）爐體結(jié)構(gòu)爐體為內(nèi)徑 1200mm，裝煤高度 2000mm，最大裝煤量約為 1500Kg 的圓柱體，內(nèi)膽與爐體外壁中間有水層和保溫層，爐體上下各有約 100~200mm 的空間，，爐體均有氣流緩沖層，爐內(nèi)布置了 131 個(gè)測溫探頭和 40 個(gè)氣體采樣點(diǎn)，見圖 2.2。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD752.2

【參考文獻(xiàn)】

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2 程佰旺;趙慶偉;郁亞楠;;色連二礦煤層自然發(fā)火規(guī)律研究及對(duì)策[J];建井技術(shù);2015年03期

3 文虎;郭軍;金永飛;趙志峰;于志金;;煤礦井下CO產(chǎn)生機(jī)理與控制技術(shù)研究現(xiàn)狀及趨勢[J];煤礦安全;2015年06期

4 張玉濤;李亞清;鄧軍;張辛亥;;煤炭自燃災(zāi)變過程突變特性研究[J];中國安全科學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

5 許寧;;筒倉儲(chǔ)煤自燃預(yù)警方法的研究和應(yīng)用[J];港口裝卸;2014年06期

6 李岸然;;鍋爐原煤倉自燃預(yù)警與惰化防火裝置[J];電力科技與環(huán)保;2014年06期

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9 褚廷湘;余明高;李龍飛;;采空區(qū)遺煤自燃環(huán)境信息識(shí)別及預(yù)報(bào)指標(biāo)確定[J];中國安全科學(xué)學(xué)報(bào);2014年08期

10 鄧軍;趙婧昱;張[?妮;;玉華礦煤自燃特征溫度增長率分析法測試[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2014年04期

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3 陳曉坤;煤自燃多源信息融合預(yù)警研究[D];西安科技大學(xué);2012年

4 何啟林;煤低溫氧化性與自燃過程的實(shí)驗(yàn)及模擬的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2004年

5 文虎;煤自燃過程的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D];西安科技大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2709483