為探尋低溫氧化過(guò)程中不同變質(zhì)程度煤的煤質(zhì)特性變化規(guī)律,通過(guò)煤質(zhì)檢測(cè)分析儀和堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定裝置,探究了不同變質(zhì)程度煤體在低溫氧化過(guò)程中煤質(zhì)分析指標(biāo)和堅(jiān)固性系數(shù)的變化規(guī)律,探究了煤質(zhì)分析指標(biāo)與堅(jiān)固性系數(shù)的交互影響關(guān)系。結(jié)果表明:煤的變質(zhì)程度越低,在低溫氧化階段水分蒸發(fā)越慢,揮發(fā)分越容易揮發(fā);隨著氧化溫度的升高,3組煤樣的煤的堅(jiān)固性系數(shù)f值都連續(xù)減少。水分蒸發(fā)對(duì)堅(jiān)固性系數(shù)的影響主要體現(xiàn)在低溫氧化前期,到了低溫氧化的后期,揮發(fā)分揮發(fā)引起的裂隙發(fā)育,造成了堅(jiān)固性系數(shù)的下降;而對(duì)于褐煤,在低溫氧化后期f值下降速率增大,這主要是由于此時(shí)水分蒸發(fā)和揮發(fā)分分解共同作用所造成的。 

【文章來(lái)源】：煤礦安全. 2020,51(12)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

煤低溫氧化過(guò)程中Mad演變曲線

由圖2可知，褐煤、煙煤、無(wú)煙煤的變質(zhì)程度依次加深，揮發(fā)分含量依次減少。變質(zhì)程度越低的煤體，有機(jī)含量與活性基團(tuán)都較高，比較容易氧化形成低分子揮發(fā)分，因此揮發(fā)分含量較高。低溫氧化過(guò)程中，煤中的有機(jī)分子與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)，生成更多的水，導(dǎo)致煤的揮發(fā)分整體遞減，揮發(fā)分分解揮發(fā)過(guò)程逐漸加劇，褐煤揮發(fā)分揮發(fā)了6.69%，煙煤揮發(fā)分揮發(fā)了5.46%，無(wú)煙煤揮發(fā)分揮發(fā)了1.66%，可見(jiàn)變質(zhì)程度越低，揮發(fā)分越容易揮發(fā)分解。低溫氧化初始階段3組煤樣的揮發(fā)分含量降低較為緩慢，速率分別為0.006 3%/℃、0.008 5%/℃和0.003 5%/℃，在130℃之后，揮發(fā)分降低速率增加明顯，特別是氧化溫度升高至180℃以后揮發(fā)分含量急劇降低，褐煤以0.095%/℃的速度降低，煙煤以0.078%/℃的速度降低，無(wú)煙煤的降低速率為0.018%/℃，說(shuō)明揮發(fā)分含量的降低速率隨著氧化溫度的升高而增加。對(duì)于高變質(zhì)程度的煤樣，煤的分子結(jié)構(gòu)單元鍵能大、難斷裂、縮合芳環(huán)穩(wěn)定，氧分子很難進(jìn)入這些穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元，氧化比較困難，周?chē)膫?cè)鏈和官能團(tuán)不容易裂解，不易形成揮發(fā)分，因此受低溫氧化影響較小[15-16]。2.3 灰分演變規(guī)律

煤低溫氧化過(guò)程中灰分演變曲線如圖3。由圖3可知，煤的灰分與變質(zhì)程度之間沒(méi)有明顯關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)點(diǎn)分布規(guī)律不強(qiáng)。變質(zhì)程度較低的褐煤灰分最大，變質(zhì)程度最高的無(wú)煙煤次之，變質(zhì)程度的較高的煙煤灰分最低。褐煤未氧化升溫時(shí)的灰分為12.09%，煙煤的初始灰分為4.78%，無(wú)煙煤的初始灰分為9.20%。在低溫氧化過(guò)程中，煤中的揮發(fā)分和水分逐漸降低。煤中灰分成分大多為無(wú)機(jī)物，主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂等，煅燒后成為殘?jiān)Ａ粝聛?lái)。在低溫氧化初期，褐煤的灰分含量增加了4.79%，煙煤增加了4.9%，無(wú)煙煤增加了3.6%。在氧化溫度130～180℃過(guò)程中，褐煤的灰分持續(xù)增長(zhǎng)，增加幅度達(dá)到了3.47%，在低溫氧化后期，褐煤的揮發(fā)分和水分持續(xù)降低，總體質(zhì)量下降，這是灰分保持較大幅度增長(zhǎng)的原因。煙煤的灰分增加了2.87%，無(wú)煙煤的灰分增加了0.46%，這是由于進(jìn)入這個(gè)階段，變質(zhì)程度較高的煤水分蒸發(fā)較少，灰分增長(zhǎng)減緩。直到溫度達(dá)到180℃以后，這最后的50℃變化區(qū)間內(nèi)，褐煤的灰分含量增長(zhǎng)了2.67%，煙煤的灰分含量增長(zhǎng)了3.37%，無(wú)煙煤的灰分含量增長(zhǎng)了0.91%，除了褐煤以外，變質(zhì)程度較高的煤較前1個(gè)階段增加幅度均升高，這主要是因?yàn)殡S著溫度的升高，揮發(fā)分揮發(fā)較多，整體質(zhì)量下降較快，導(dǎo)致灰分增加明顯。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含水量對(duì)煤自燃特性的影響實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張九零,朱壯,范酒源,朱定,劉春雨.  煤礦安全. 2019(07)
[2]不同變質(zhì)程度煤自燃特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉宇帥.  煤礦安全. 2019(02)
[3]煤礦深部開(kāi)采煤巖動(dòng)力災(zāi)害多尺度分源防控理論與技術(shù)架構(gòu)[J]. 齊慶新,潘一山,舒龍勇,李宏艷,姜德義,趙善坤,鄒銀輝,潘俊鋒,王魁軍,李海濤.  煤炭學(xué)報(bào). 2018(07)
[4]煤自燃復(fù)合指標(biāo)氣體生成規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究[J]. 安幫,王俊峰,王涌宇,宋申.  煤礦安全. 2018(02)
[5]低溫氧化過(guò)程中不同變質(zhì)程度煤體的孔隙發(fā)育規(guī)律[J]. 蔣曙光,王豫皖,田洪波,胡珊珊.  黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[6]高瓦斯易自燃煤體低溫氧化過(guò)程中裂隙發(fā)育規(guī)律[J]. 劉俊,楊勝?gòu)?qiáng),湯宗情,劉輝.  煤礦安全. 2017(07)
[7]我國(guó)煤礦火災(zāi)防治現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J]. 梁運(yùn)濤,侯賢軍,羅海珠,田富超,于貴生.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2016(06)
[8]煤巖動(dòng)力災(zāi)害聲發(fā)射預(yù)警判識(shí)方法的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 楊慧明.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2015(04)
[9]新疆準(zhǔn)東煤礦煤質(zhì)特性試驗(yàn)研究[J]. 蘇國(guó)慶,姚偉,何紅光.  煤質(zhì)技術(shù). 2015(04)
[10]煤自燃中的各種基元反應(yīng)及相互關(guān)系:煤氧化動(dòng)力學(xué)理論及應(yīng)用[J]. 王德明,辛海會(huì),戚緒堯,竇國(guó)蘭,仲曉星.  煤炭學(xué)報(bào). 2014(08)

博士論文
[1]褐煤自燃特性及提質(zhì)改性處理影響的機(jī)理研究[D]. 袁紹.浙江大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3061280