礦井火災(zāi)是我國煤礦事故重要災(zāi)害事故,煤氧化自燃是引發(fā)礦井火災(zāi)的重要原因,而我國煤炭自燃火災(zāi)事故頻發(fā),煤層自燃傾向性高,這不僅嚴(yán)重威脅著我國煤炭的安全高效開采,還造成了重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。隨著各國學(xué)者對煤低溫氧化過程、自燃機(jī)理的不斷深入研究,逐漸形成了注漿、惰氣、泡沫、膠體、阻化劑等防治方法。阻化劑尤以鹽類阻化劑為主,其來源廣泛、價(jià)格低廉、簡單易制得而被廣泛使用,但易流失、阻化性質(zhì)單一、阻化壽命短、需要反復(fù)噴灑等問題又困擾著我國煤炭的安全生產(chǎn)。因此,開發(fā)復(fù)合、協(xié)同阻化、阻化周期長、阻化效率高的新型綠色環(huán)保阻化劑顯得尤其重要。本文在前人對煤自燃機(jī)理研究的理論基礎(chǔ)上,選用3種不同變質(zhì)程度的煤樣為研究對象,以防治煤層自燃的阻化材料的制備、應(yīng)用以及阻化工藝的優(yōu)化為研究基點(diǎn)。制備聚乙酸乙烯酯乳液,與典型的物理阻化劑高吸水性樹脂(SAP)和新型化學(xué)阻化劑鎂鋁層狀雙氫氧化物(LDHS)復(fù)合,借鑒高分子阻燃方法中的微膠囊技術(shù)和氣溶膠霧化技術(shù),通過ZRJ-1煤自燃性測定儀、程序升溫-氣相色譜聯(lián)用、同步熱分析儀、傅里葉變換原位紅外光譜儀,探索了煤樣阻化前后吸氧量、交叉點(diǎn)溫度、耗氧速率、放熱強(qiáng)度、CO、...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤自燃機(jī)理理論研究
        1.2.2 煤自燃防治技術(shù)
        1.2.3 防治煤自燃的阻化劑分類
        1.2.4 微膠囊復(fù)配阻燃技術(shù)
        1.2.5 阻化劑阻化性能評價(jià)指標(biāo)
        1.2.6 存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第二章 微膠囊復(fù)合阻化劑的制備
    2.1 高吸水性樹脂的制備
        2.1.1 高吸水性樹脂的吸水機(jī)理
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
        2.1.4 實(shí)驗(yàn)過程
    2.2 鎂鋁層狀雙氫氧化物的制備
        2.2.1 鎂鋁層狀雙氫氧化物的阻化機(jī)理
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
        2.2.4 實(shí)驗(yàn)過程
    2.3 聚乙酸乙烯酯乳液的制備
        2.3.1 聚乙酸乙烯酯乳液的阻化機(jī)理
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)原料
        2.3.3 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
        2.3.4 實(shí)驗(yàn)過程
    2.4 微膠囊復(fù)合阻化劑的制備
        2.4.1 微膠囊的制備方法
        2.4.2 實(shí)驗(yàn)原料
        2.4.3 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
        2.4.4 實(shí)驗(yàn)過程
    2.5 本章小結(jié)
第三章 阻化煤樣自燃宏觀特性實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)煤樣選取
        3.1.1 煤樣選取
        3.1.2 工業(yè)分析和元素分析
    3.2 阻化煤樣制備
        3.2.1 煤樣阻化實(shí)驗(yàn)方案
        3.2.2 煤樣阻化設(shè)備
        3.2.3 阻化工藝
    3.3 阻化煤樣自燃傾向性分析
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)過程
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 煤自燃氧化程序升溫實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)過程
        3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 煤樣阻化過程熱分析及動力學(xué)計(jì)算
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)原理
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    4.2 特征溫度點(diǎn)
    4.3 煤氧化燃燒動力學(xué)計(jì)算
        4.3.1 氧化動力學(xué)方程的建立
        4.3.2 動力學(xué)方法
        4.3.3 動力學(xué)機(jī)理函數(shù)
        4.3.4 表觀活化能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 煤自燃阻化過程中活性基團(tuán)變化規(guī)律
    5.1 紅外實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)原理
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        5.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟
    5.2 原煤及阻化煤樣紅外光譜圖分析
        5.2.1 常溫下原煤紅外光譜分析
        5.2.2 常溫下阻化煤樣紅外光譜分析
        5.2.3 程序升溫過程中原煤及阻化煤樣紅外光譜圖分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果



本文編號：3913488