為明確水化煤飽和-風(fēng)干過程中的自燃-熱特性,采用TG-DSC相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)水化煤風(fēng)干過程中的不同含水率煤樣的熱力學(xué)參數(shù)、活化能、自然發(fā)火期的變化規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明:水化煤風(fēng)干過程中其氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)一般在低溫具有降低-增大-降低的趨勢,達(dá)高溫階段后風(fēng)干程度影響不顯著;水化煤樣粒徑降低,吸氧量與放熱量增加,特征溫度、活化能降低,自然發(fā)火期縮短;疏水過程中,自然發(fā)火期先減小至較小值后再增大,自然發(fā)火期在含水率13.01%～14.87%范圍內(nèi)存在極小值,煤礦采空區(qū)安全疏水過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際防火布置情況與開采情況合理確定疏水程度,確保遺煤不會(huì)因水分過度疏干而加速發(fā)展成自燃火災(zāi)。 

【文章來源】：煤礦安全. 2020,51(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同風(fēng)干時(shí)間水化煤的含水率（Sl）變化規(guī)律

實(shí)驗(yàn)所用3種50～80目（180～270μm）、30～50目（270～550μm）、20～30目（550～830μm）不同粒徑煤樣在不同風(fēng)干時(shí)間的特征溫度，隨著煤樣粒徑的增大，對(duì)應(yīng)的不同風(fēng)干時(shí)間在T1～T5階段均有不同程度的增加。綜合對(duì)比圖2中5個(gè)不同特征溫度隨含水率變化規(guī)律，結(jié)合其粒徑大小，結(jié)果顯示：特征溫度T1、T2、T3、T4均為粒徑越大對(duì)應(yīng)的特征溫度越高；特征溫度T5隨粒徑不同其在不同的風(fēng)干階段因水分不同的變化規(guī)律與前4個(gè)特征溫度變化規(guī)律存在較大差異。由T1～T4總體隨粒徑大小的變化規(guī)律可以判斷出粒徑越大特征溫度越高。同時(shí)，圖2顯示，不同的特征溫度隨風(fēng)干過程持續(xù)與含水率降低的變化規(guī)律也各不相同，其中T1、T2、T4隨含水率降低快速降低，并在含水率14%左右達(dá)到極小值，然后當(dāng)含水率低于約14%以后，隨風(fēng)干過程和含水率持續(xù)降低，其對(duì)應(yīng)的特征溫度反而升高然后再降低。而T3隨含水率降低至極小值后，隨風(fēng)干過程持續(xù)而持續(xù)升高，未見降低。由圖2可知，不同粒徑煤樣，隨著煤樣風(fēng)干時(shí)間的減少，煤樣含水率逐漸增大，而自然發(fā)火特征溫度中的T1、T2、T4均呈先增大后減少再增大的變化規(guī)律，T3呈先迅速減小后增大的趨勢。說明，水化煤風(fēng)干過程的前期階段隨含水率降低將會(huì)增加其自然發(fā)火的危險(xiǎn)性。因此，在日常水化煤管理與使用環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格測定和控制其水分含量，建議確保其水分含量控制在12%～14%以上，保證不因過度失水而降低各項(xiàng)特征溫度增加發(fā)火危險(xiǎn)。

水化煤樣不同風(fēng)干時(shí)間，煤體含水量不同，對(duì)煤氧化的總吸氧量和放熱量均有一定的影響，不同風(fēng)干時(shí)間的煤樣的吸氧量和放熱量，得出的水化煤樣不同風(fēng)干時(shí)間對(duì)應(yīng)的含水率與煤氧化反應(yīng)過程中的總吸氧量和放熱量的關(guān)系曲線如圖3。由圖3可以看出，不同粒徑煤樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，存在2個(gè)總吸氧量的極大值點(diǎn)，達(dá)到極大值點(diǎn)前，隨水分含量較低總吸氧量與放熱量均不斷增加，其主要原因既有水分降低水分蒸發(fā)散失熱量降低，同時(shí)還包括水分含量對(duì)絡(luò)合反應(yīng)的影響與水分含量低增加了煤氧接觸與作用面積。因此，當(dāng)水化煤水分含量在風(fēng)干過程中降低至12%～14%左右或以下時(shí)，不同粒徑水化煤的總吸氧量提高1.1～1.3倍，而放熱量提高了2～3倍。

【參考文獻(xiàn)】：
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