煤自燃是煤炭開采、儲存和運(yùn)輸過程中的重要自然災(zāi)害之一。現(xiàn)有的對煤自燃過程的研究發(fā)現(xiàn)，煤的自熱升溫過程具有低溫緩慢反應(yīng)和高溫快速反應(yīng)的分段特性，但目前的研究對其產(chǎn)生機(jī)理卻沒有涉及，而認(rèn)識煤自燃的這一特性對于指導(dǎo)煤礦現(xiàn)場進(jìn)行煤自燃火災(zāi)的防治工作具有重要意義。基于此，論文結(jié)合煤自燃過程中的耗氧、放熱和產(chǎn)物的宏觀特性和煤中官能團(tuán)、自由基的產(chǎn)生及變化微觀特性進(jìn)行研究，以揭示煤自燃過程的分段特性和產(chǎn)生機(jī)理。采用絕熱氧化法對不同變質(zhì)程度煤的自熱過程的溫升特性進(jìn)行了研究，通過線性擬合的方法得到了不同煤樣的分段臨界溫度，并對煤在不同階段內(nèi)的溫升特點和差異進(jìn)行了對比分析。研究發(fā)現(xiàn)，煤的緩慢溫升階段所持續(xù)的時間較長，占到了所研究的整個反應(yīng)過程的90%以上，溫升十分緩慢，而一旦進(jìn)入到快速溫升階段，煤溫則在很短的時間內(nèi)達(dá)到200℃以上。同時，對于不同的煤樣，越容易發(fā)生自燃的煤，緩慢升溫階段所持續(xù)的時間越短。這種溫升特性表明，煤在緩慢溫升階段和快速升溫階段內(nèi)的反應(yīng)特性具有很大的差別，并且煤在緩慢溫升階段內(nèi)的反應(yīng)特性決定了煤的自燃難易程度。通過對煤氧化升溫過程的放熱特性的研究發(fā)現(xiàn)，煤的放熱量也存在明顯的分段特性，在... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
Extended Abstract
圖清單
表清單
變量注釋表
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與研究目標(biāo)
    1.4 技術(shù)路線
2 煤絕熱自燃過程的分段特性
    2.1 煤絕熱氧化溫升過程實驗
    2.2 煤在不同階段內(nèi)的溫升特點
    2.3 分段臨界溫度
    2.4 不同變質(zhì)程度煤樣自熱分段特性對比
    2.5 本章小結(jié)
3 煤氧化過程的放熱分段特性
    3.1 煤自燃過程的熱分析方法
    3.2 煤氧化過程的基本放熱特性
    3.3 煤氧化過程放熱的分段特性及規(guī)律
    3.4 本章小結(jié)
4 不同階段內(nèi)煤中主要活性基團(tuán)反應(yīng)的熱效應(yīng)計算
    4.1 官能團(tuán)變化的三維測試結(jié)果
    4.2 原煤中主要官能團(tuán)及其分布
    4.3 官能團(tuán)的變化規(guī)律
    4.4 煤發(fā)生氧化的主要反應(yīng)
    4.5 不同反應(yīng)的量子化學(xué)計算
    4.6 煤氧化過程活化能變化規(guī)律
    4.7 本章小結(jié)
5 煤氧化過程不同階段內(nèi)耗氧及氣體產(chǎn)物生成特性
    5.1 煤氧化過程氧氣消耗變化特性
    5.2 煤氧化過程氣體產(chǎn)物生成特性
    5.3 本章小結(jié)
6 煤自燃分段特性的機(jī)理分析
    6.1 煤自燃過程分段特性綜合分析
    6.2 煤自燃分段特性產(chǎn)生機(jī)理
    6.3 煤自燃性差異產(chǎn)生機(jī)理
    6.4 本章小結(jié)
7 全文總結(jié)
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤低溫氧化熱解的熱分析實驗研究[J]. 余明高,鄭艷敏,路長,賈海林.  中國安全科學(xué)學(xué)報. 2009(09)
[2]煤的受熱升溫過程及厚度與粒度的影響[J]. 路長,陳亮,余明高,賈海林,林棉金.  火災(zāi)科學(xué). 2008(03)
[3]煤的低溫氧化實驗研究及紅外光譜分析[J]. 褚廷湘,楊勝強(qiáng),孫燕,孫京凱,劉增平.  中國安全科學(xué)學(xué)報. 2008(01)
[4]易自燃煤漫反射紅外光譜特征[J]. 楊永良,李增華,尹文宣,潘尚昆.  煤炭學(xué)報. 2007(07)
[5]寧夏煤田火災(zāi)的危害及綜合治理研究[J]. 齊俊德.  能源環(huán)境保護(hù). 2007(02)
[6]基于絕熱氧化的煤自燃傾向性鑒定研究[J]. 陸偉,王德明,仲曉星,周福寶.  工程熱物理學(xué)報. 2006(05)
[7]基于活化能指標(biāo)的煤的自然發(fā)火期研究[J]. 劉劍,陳文勝,齊慶杰.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報. 2006(02)
[8]基于活化能的煤自燃傾向性研究[J]. 陸偉,王德明,仲曉星,周福寶.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2006(02)
[9]粒度對煤的自燃傾向性表征影響[J]. 劉劍,趙鳳杰.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報. 2006(01)
[10]利用熱重法（TG）確定煤的活化能[J]. 陳文勝,吳強(qiáng).  黑龍江科技學(xué)院學(xué)報. 2005(05)

博士論文
[1]煤中活性基團(tuán)的氧化及自反應(yīng)過程[D]. 戚緒堯.中國礦業(yè)大學(xué) 2011
[2]煤大分子化合物結(jié)構(gòu)測定及模型構(gòu)建[D]. 葉翠平.太原理工大學(xué) 2008
[3]煤自燃傾向性的氧化動力學(xué)測試方法研究[D]. 仲曉星.中國礦業(yè)大學(xué) 2008
[4]煤低溫氧化性與自燃過程的實驗及模擬的研究[D]. 何啟林.中國礦業(yè)大學(xué) 2004

碩士論文
[1]煤氧化的反應(yīng)機(jī)理函數(shù)和熱效應(yīng)的研究[D]. 鄭艷敏.河南理工大學(xué) 2010
[2]基于熱分析技術(shù)的煤氧化動力學(xué)實驗研究[D]. 葛新玉.安徽理工大學(xué) 2009



本文編號：3462151