本文關(guān)鍵詞：煤自燃標(biāo)志性氣體實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用研究

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【摘要】：煤自燃發(fā)火是威脅煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一。加強(qiáng)煤自燃發(fā)火機(jī)理、煤自燃標(biāo)志性氣體及煤自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等方面的研究,為防治煤自燃提供理論和技術(shù)基礎(chǔ),對(duì)我國(guó)煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法,并以煤氧作用理論、傳熱傳質(zhì)理論、煤自燃指標(biāo)氣體檢測(cè)作為研究基礎(chǔ),對(duì)煤自燃機(jī)理、煤自燃發(fā)展階段與過程、影響因素、煤自燃傾向性、標(biāo)志性氣體等方面進(jìn)行研究。首先對(duì)汾西瑞泰井礦正明煤業(yè)有限公司礦井進(jìn)行調(diào)研并采集煤樣,然后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行煤自燃發(fā)火模擬實(shí)驗(yàn),通過分析標(biāo)志性氣體和煤炭自燃之間的關(guān)系,確定可以根據(jù)標(biāo)志性氣體推測(cè)出煤炭自燃狀態(tài),并對(duì)煤炭自燃進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào):(1)將CO作為煤初期自燃發(fā)火的標(biāo)志性氣體;(2)2#煤層在常溫下甲烷和乙烷是同時(shí)存在,且在70℃以后兩個(gè)變化趨勢(shì)隨溫度的變化基本一致,70℃時(shí)檢測(cè)出己烷,可以其作為2#煤層的標(biāo)志性氣體;(3)3#煤層常溫下甲烷和乙烷同時(shí)存在,在40℃~80℃之間變化趨勢(shì)隨溫度的變化大體相同,70℃時(shí)生成丙烷、100℃時(shí)生成己烷、120℃時(shí)生成戊烷,可以將己烷和戊烷作為3#煤層的標(biāo)志性氣體;(4)4#煤層在不同位置的煤樣烷烴的變化趨勢(shì)不同:工作面煤樣在常溫下甲烷和乙烷是同時(shí)存在,且變化趨勢(shì)隨溫度的變化基本一致,丁烯出現(xiàn)在30℃~40℃、80℃~120℃之間;丙烷和戊烷同時(shí)在70℃出現(xiàn)而80℃時(shí)戊烷仍存在;工作面陷落柱煤樣常溫下甲烷和乙烷同時(shí)存在,隨著溫度逐漸升高CH4和C2H6的變化趨勢(shì)基本一致,但是前期120度以前變化比較遲緩;70℃時(shí)生成丙烷,80℃和130℃時(shí)生成戊烷,90℃時(shí)生成丁烯,因此,將丙烷和戊烷作為4#煤層標(biāo)志性氣體;(6)煤隨著在空氣中暴露時(shí)間的長(zhǎng)短,其自身氧化自燃的時(shí)間也會(huì)發(fā)生變化,同時(shí)也受陷落柱的影響,長(zhǎng)期暴露在空氣中的前期氧化時(shí)間比較長(zhǎng);同時(shí)在煤礦現(xiàn)場(chǎng)采用礦用本安型紅外熱像儀和紅外測(cè)溫儀對(duì)巷道表面煤體進(jìn)行定期掃描,對(duì)溫度異常點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè),確定了煤自燃主要發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造處,煤體溫度異常點(diǎn)主要在進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷的兩幫。
【關(guān)鍵詞】：煤自燃 自燃發(fā)火 標(biāo)志性氣體 實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD752.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 煤自燃機(jī)理研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 煤自燃影響因素研究現(xiàn)狀13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容、研究方法和技術(shù)路線13-17
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.3.2 研究方法14
• 1.3.3 技術(shù)路線14-17
• 第2章 煤自燃機(jī)理17-29
• 2.1 煤自燃的條件、發(fā)展階段及影響因素17-19
• 2.1.1 煤自燃的條件17
• 2.1.2 煤自燃的過程17-18
• 2.1.3 煤自燃影響因素分析18-19
• 2.2 自由基反應(yīng)機(jī)理19-20
• 2.3 自由基反應(yīng)及煤中自由基20-24
• 2.3.1 自由基20-22
• 2.3.2 自由基反應(yīng)22-23
• 2.3.3 自由基反應(yīng)過程23-24
• 2.4 含氧自由基24-25
• 2.5 煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其自由基25-28
• 2.5.1 煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)25-27
• 2.5.2 煤中自由基27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第3章 煤自燃標(biāo)志性氣體預(yù)報(bào)技術(shù)29-33
• 3.1 煤炭自燃標(biāo)志性氣體的選擇29-31
• 3.1.1 標(biāo)志性氣體選擇的原則29
• 3.1.2 標(biāo)志性氣體的選擇29-31
• 3.1.3 煤種、煤巖成分對(duì)標(biāo)志性氣體的影響31
• 3.1.4 注意的問題31
• 3.2 煤炭自燃標(biāo)志性氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)31-33
• 3.2.1 人工檢測(cè)31-32
• 3.2.2 礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)32-33
• 第4章 煤自燃標(biāo)志性氣體實(shí)驗(yàn)研究33-51
• 4.1 實(shí)驗(yàn)裝置介紹33-34
• 4.2 實(shí)驗(yàn)研究34-35
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)34-35
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)樣品及實(shí)驗(yàn)條件35
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)過程35
• 4.3 2#煤層實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析35-38
• 4.4 3#煤層實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析38-40
• 4.5 4#煤層實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析40-47
• 4.6 CO的檢測(cè)分析47-48
• 4.7 重現(xiàn)性分析48-49
• 4.8 本章小結(jié)49-51
• 第5章 煤礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)51-73
• 5.1 煤層貯存情況51-53
• 5.1.1 井田概況51-52
• 5.1.2 地質(zhì)構(gòu)造52
• 5.1.3 水文地質(zhì)52
• 5.1.4 地溫52-53
• 5.2 礦井概況53-63
• 5.2.1 含煤地層與可采煤層53-56
• 5.2.2 煤種、煤質(zhì)與煤的用途56-59
• 5.2.3 煤炭?jī)?chǔ)量與服務(wù)年限59-60
• 5.2.4 開拓方式與采區(qū)布置60
• 5.2.5 礦井通風(fēng)情況60-61
• 5.2.6 煤塵爆炸性及自燃傾向性61-63
• 5.3 工作面概況63-64
• 5.4 煤自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)64-73
• 5.4.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布置64-65
• 5.4.2 溫度監(jiān)測(cè)情況65-72
• 5.4.3 結(jié)果分析72-73
• 第6章 結(jié)論73-75
• 6.1 經(jīng)濟(jì)效益分析73
• 6.2 結(jié)論73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-78
• 作者簡(jiǎn)介78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和科研成果79-80

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：881077