【摘要】：煤炭自燃是煤礦火災(zāi)事故的重要誘發(fā)因素,不僅會(huì)造成煤炭資源的大量損失和空氣的污染還可能會(huì)引發(fā)其他的礦井事故,對井下人員的生命安全造成威脅。隨著煤自燃阻化技術(shù)的不斷研究,各種阻化劑成為煤礦防火的重要手段,但阻化劑在使用過程中也存在著阻化效果低的缺陷,其根本原因在于對阻化劑影響煤自燃的機(jī)理研究較少,因此新型高效阻化劑及阻化機(jī)理的研究對煤自燃的防治具有重要的意義。本文提出了金屬離子螯合劑檸檬酸,將其作為煤自燃阻化劑對煤樣進(jìn)行阻化處理,并研究了其阻燃特性。實(shí)驗(yàn)選擇赤峰、大柳塔大佛寺三種煤樣,通過原煤和阻化煤樣氧化過程中的氣體產(chǎn)物、耗氧量、交叉點(diǎn)溫度、活化能、特征點(diǎn)溫度、活性官能團(tuán)含量、孔隙結(jié)構(gòu)變化等特性來研究其阻化效果及機(jī)理,并得到以下研究成果:通過程序升溫實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)隨著溫度上升,原煤及阻化煤樣產(chǎn)生的CO、CO_2濃度逐漸增加,阻化煤樣的增加趨勢較原煤平緩;阻化煤樣的耗氧速率相對原煤較低;三種煤樣阻化后交叉點(diǎn)溫度上升了9到12℃,時(shí)間延緩了30到40 min。以耗氧量變化為基礎(chǔ),利用阿倫尼烏斯公式對阻化前后煤氧化過程中的活化能進(jìn)行計(jì)算,發(fā)現(xiàn)三種煤樣阻化后活化能都有不同程度的升高,其中赤峰煤樣升高最高為7.1 kJ·mol~(-1)。通過熱分析實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)三種煤樣阻化后的特征點(diǎn)溫度較原煤s升高,相同溫度點(diǎn)下原煤的失重率大于阻化煤樣,且煤樣進(jìn)入快速燃燒階段時(shí)原煤的反應(yīng)焓大于阻化煤樣。利用傅里葉紅外變換光譜測試系統(tǒng),對阻化前后的煤樣官能團(tuán)進(jìn)行了定性和半定量分析,發(fā)現(xiàn)阻化后煤樣的吸光度均較原煤減小,且-CH_3和-CH_2-的含量增加,-COOH和C=O的含量減小。利用低溫氮吸附實(shí)驗(yàn)測定各煤樣孔隙結(jié)構(gòu)特征相關(guān)參數(shù),發(fā)現(xiàn)阻化煤樣比表面積較原煤減小,最高減少率達(dá)到57.4%;孔徑和孔體積大小較原煤也減小。通過以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,發(fā)現(xiàn)將檸檬酸作為阻化劑具有良好的抑制煤自燃的效果。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD752.2
【圖文】：

研究技術(shù)路線圖

Z含量（DFS C21 7.3 822 117.0 1525 83.7 1826 885.6 4327 9.3 128 11.8 229 17.2 730 26.8 140 134.0 6rimental Device）驗(yàn)裝置主要由供氣系統(tǒng)、升]，如圖 2-1、2-2、2-3 所示：

30 26.8 16.5 40 134.0 65.2 （Experimental Device）溫氧化實(shí)驗(yàn)裝置主要由供氣系統(tǒng)、升溫爐、溫等組成[53]，如圖 2-1、2-2、2-3 所示：圖 2-1 QPT-300G 型氮?dú)淇找惑w機(jī)igure 2-1 QPT-300G nitrogen and hydrogen air one mach

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本文編號(hào)：2777974