我國近距離煤層群復合采空區煤自然發火問題嚴重,對礦井安全生產威脅很大,是煤礦安全領域的研究重點與難點。論文根據雙鴨山礦區復合采空區現場實際條件,針對近距離煤層群復合采空區內遺煤反復氧化及浸水風干等特點,研究并提出了近距離煤層復合采空區煤自燃機理、自燃特性參數及氣體變化規律的多種計算分析方法;構建了工作面動態推進條件下,復合采空區煤自燃的模型,通過數值模擬掌握了復合采空區上、下煤層開采過程中溫度場的時空演化規律,從而實現了對其自燃過程的預測及超前預報。在此基礎上構建了以堵漏、控風與快速惰化降溫為一體的近距離煤層復合采空區煤自燃防治的綜合方法。主要取得了以下研究成果:(1)復合采空區遺煤反復氧化,致使其自燃機理和過程呈現特殊性。對比分析了原煤樣及預氧化煤樣自燃規律和特性。結果表明:預氧化煤體自燃過程CO、C2H4、耗氧量等指標發生突變的時刻較原煤提前近50%。表觀活化能減少40%,絕熱自然發火期縮短近1/2時間。(2)分析了預氧化程度對煤自燃過程的影響得出:不同預氧化程度煤樣的TG曲線變化趨勢基本一致。隨著預氧化程度的加深,相比于原煤,二次氧化煤樣的自燃特征溫度呈現先降低后增加趨勢,預氧化煤...

【文章頁數】：134 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖2.1絕熱氧化升溫實驗系統原理圖

ish[103]通過絕熱爐對煤自燃傾向性進行研究得到煤20到57oC）的實驗表明，時間-溫度效應對反應動，初始反應速率主要是非Arrhenius的，但是會在行為�；诜磻c可用性，推導出一個低溫段的動氧化實驗已經作為研究煤自燃特性的重要方法。發火在低溫階段煤的放熱強度小、....

圖2.2絕熱氧化升溫實驗系統實物圖

與條件實驗系統由絕熱氧化裝置、供氣系統和溫度檢測與控制使煤自燃時熱量損失達到最小，供氣系統使實驗試管內，溫度采集系統對煤的溫度能夠進行實時在線采集。煤與實物圖如圖2.1和2.2所示。圖2.1絕熱氧化升溫實驗系統原理圖

圖2.3實驗試管實驗試管放置于控溫箱中，控溫箱為長方體，其內部有效尺寸：長為800mm、寬

西安科技大學博士學位論文四氟乙烯管，進氣管直通到容器底部，出氣管僅通往容器蓋內。在實驗試置A、B、C三個測點，均位于中心軸位置，三個測點依次距底部：A為150mm、C為250mm。分別在三個測點處布置有溫度傳感器和氣體束管采用于溫度的監測和氣體的采集。

圖2.4純氧條件下煤絕熱氧化過程溫度隨時間變化曲線

2煤二次氧化自燃特性研究為300mL/min，記錄煤樣一次絕熱氧化的溫度隨時間變化析其成分和含量。在實驗中，煤樣起始溫度為29.63℃，經溫度升高到170℃。隨后停止供氧，并立即向實驗試管中通30℃左右。然后，再次將通入氣體由氮氣切換為純氧氣，接實驗。氧氣流量同樣控制為....

本文編號：4054664