煤炭自然發(fā)火是我國煤炭生產面臨的主要災害之一,煤自燃不僅對煤礦安全生產造成巨大威脅,還會浪費煤炭資源以及造成環(huán)境污染。自燃傾向性是煤自燃發(fā)火的內在屬性,它反映出的是煤自燃發(fā)火能力大小,影響煤層自燃傾向性因素很多,總的來說是由于煤內部組成與結構差異引起煤自燃傾向性的不同。因此,運用理論與實驗相結合的辦法,深入探討煤的組成和結構對煤自燃傾向性的影響,揭示導致自燃傾向性差異的本質,為礦井火災防治進一步提供理論支持。首先為了鑒別煤的種類,對6種煤樣進行鏡質組反射率測定。同時運用煤自燃傾向性的氧化動力學判定方法對煤樣自燃傾向性進行計算與分析,隨著鏡質組反射率增大,判定指數越來越大,煤自燃傾向性越來越小。然后分別從煤的組成與結構入手,研究煤樣之間差異性以及對自燃傾向性影響規(guī)律。在煤的組成上,采用元素分析、工業(yè)分析和顯微組分分析手段,分析煤的組成指標對自燃傾向性影響規(guī)律與影響機理,在煤的結構上,采用SEM初步觀察煤體結構差異,利用低溫氮氣吸附實驗進一步研究煤的孔隙結構特征以及孔徑分布情況,為了研究煤分子結構不同,采用FIFT技術手段,分析了煤樣在常溫以及升溫過程中活性基團種類以及含量差異。最后系統綜合分析煤的組成與結構對自燃傾向性影響規(guī)律。研究表明,不同煤樣的組成與結構差異性明顯,隨著煤的變質程度加深,活性基團種類和數量逐漸變少,煤體結構由疏松變得緊致,阻礙煤自燃影響因素的作用越來越強,煤的自燃傾向性也就隨之減弱。由此可知正是因為煤中的組成與結構上的差異才最終導致了自燃傾向性強弱。對于了解煤自燃機理以及礦井火災防治有著重要意義。
【學位單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TD752.2
【部分圖文】：

圖 1 氧化動力學綜合指數判定裝置Fig 1 Oxidative dynamic synthesis index determination device過程

圖 2 不同煤種的交叉點溫度Fig.2 The intersection of different coal temperature點溫度是指煤樣中心溫度與外界環(huán)境溫度相同時溫度，它代煤的氧化能力大小，由圖 2 和表 4 可知，煤的交叉點溫度與

圖 3 不同煤種的 70℃氧氣濃度Fig.3 Different coal 70℃ oxygen concentration不同煤樣的 70℃氧氣濃度，實驗時測定的是煤樣罐出口的氧化完之后剩下的氧氣濃度，剩余氧氣濃度越大，則與煤樣反應

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本文編號：2832636