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环境条件对煤自燃复合指标气体分析的影响 被引量:16
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作者 张玉龙 俊峰 +2 位作者 常丽萍 李争峰 《中国煤炭》 北大核心 2013年第9期82-86,共5页
为探讨环境条件对煤自燃复合指标气体分析法的影响,实验研究了气体流量、升温速率、煤样粒径及氧气浓度对煤自燃过程的影响。研究结果表明,实验条件对复合指标气体仍表现出一定的影响,与单一指标气体分析法相比较,复合指标气体分析法受... 为探讨环境条件对煤自燃复合指标气体分析法的影响,实验研究了气体流量、升温速率、煤样粒径及氧气浓度对煤自燃过程的影响。研究结果表明,实验条件对复合指标气体仍表现出一定的影响,与单一指标气体分析法相比较,复合指标气体分析法受环境条件波动较小,在煤自燃预测中表现出明显的优势。不同的影响因素对不同的复合指标气体表现出不同的影响,但在整个实验过程中,O2/CO与O2/CO2受实验条件影响较小,并在煤自燃过程中表现出明显的指示作用。 展开更多
关键词 煤自燃 复合指标气体分析法 影响因素 环境条件
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煤氧化过程中CO生成机理的原位红外实验研究 被引量:12
2
作者 邬剑明 +2 位作者 俊峰 张玉龙 唐一博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期451-457,共7页
为了明确煤氧化过程中CO的生成机理与生成途径,利用红外光谱仪与原位反应池,研究了煤低温氧化过程中,醛基、酮基与醌基3种官能团与CO产生规律的关联性,并对3种CO前驱体的表观活化能进行了推导计算。结果表明:煤在不同氧化阶段的CO是由... 为了明确煤氧化过程中CO的生成机理与生成途径,利用红外光谱仪与原位反应池,研究了煤低温氧化过程中,醛基、酮基与醌基3种官能团与CO产生规律的关联性,并对3种CO前驱体的表观活化能进行了推导计算。结果表明:煤在不同氧化阶段的CO是由不同的前驱体生成;3种CO前驱体生成的表观活化能值均小于CO释放活化能,CO前驱体生成反应速率大于CO前驱体分解反应速率;在煤低温初始氧化阶段,对于变质程度较低的褐煤,酮类化合物为生成CO的主要前驱体,而在变质程度较高的无烟煤中,CO释放的主要前驱体为醌类化合物。当煤体温度升高至80℃,醛基、酮基与醌基3种官能团的化合物共同作为煤氧化生成CO的前驱体,当煤体温度高于150℃,醛类化合物为生成CO的前驱体,与煤种无关。 展开更多
关键词 低温氧化 CO前驱体 原位红外 生成机理
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煤自燃复合指标气体生成规律实验研究 被引量:11
3
作者 安帮 俊峰 +1 位作者 宋申 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第2期23-26,共4页
复合指标气体受环境因素影响较小,能对矿井煤自燃的发生进行及时准确的预报。应用煤恒温氧化装置,模拟采空区蓄热环境,研究采空区遗煤发生氧化反应时指标气体的生成特性,实验选用不同粒径的官地矿焦煤煤样。研究结果表明,随温度增加,H_2... 复合指标气体受环境因素影响较小,能对矿井煤自燃的发生进行及时准确的预报。应用煤恒温氧化装置,模拟采空区蓄热环境,研究采空区遗煤发生氧化反应时指标气体的生成特性,实验选用不同粒径的官地矿焦煤煤样。研究结果表明,随温度增加,H_2/CH_4、O_2/(CO+CO_2)比值减小,CO/CO_2的比值增大,且温度超过80℃后,上述比值会发生剧烈变化。随煤样粒径减小,H_2/CH_4、CO/CO_2比值增大,O_2/(CO+CO_2)比值减小,粒径越小,比值变化趋势越明显。煤样在150℃温度下加热60 min后,复合指标气体比值变化率发生较大改变,这段时间是煤由快速氧化到自燃的关键时期。 展开更多
关键词 煤自燃 恒温氧化 复合指标气体 变化趋势 采空区 实验研究
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风量对煤自燃极限参数影响的实验研究 被引量:11
4
作者 郭亚军 邬剑明 +2 位作者 俊峰 宋申 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第2期27-30,共4页
为了研究不同的风量条件对煤自燃极限参数的影响,采用煤自燃程序升温实验系统,测试了5种不同风量条件下煤样的耗氧速率、CO产生率、CO_2产生率和放热强度,在此基础上计算煤自燃极限参数并分析其变化规律。实验结果表明:不同的供风量导... 为了研究不同的风量条件对煤自燃极限参数的影响,采用煤自燃程序升温实验系统,测试了5种不同风量条件下煤样的耗氧速率、CO产生率、CO_2产生率和放热强度,在此基础上计算煤自燃极限参数并分析其变化规律。实验结果表明:不同的供风量导致煤体的氧化放热强度不同,在风量为60 m L/min的情况下煤体放热强度最大;煤自燃极限参数随风量的变化可以分为2个阶段:风量在40 m L/min之前,煤样的最小浮煤厚度和下限氧浓度均随风量的增加而减小,煤样的上限漏风强度随风量的增加而增加。风量在40 m L/min之后,最小浮煤厚度和下限氧浓度随风量的增加近似呈线性增加,上限漏风强度随风量的增加近似呈线性减小,说明在井下开采过程中要注意风量的调节,使煤的自燃极限参数向不利于煤自燃的方向发展。 展开更多
关键词 煤自燃 程序升温 风量 耗氧速率 放热强度 极限参数
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SF_6示踪气体瞬时-连续联合释放法在工作面漏风检测中的应用 被引量:11
5
作者 吴玉国 《中国煤炭》 北大核心 2017年第9期108-111,共4页
针对平朔井工一矿4109工作面漏风现象,基于SF6气体的示踪原理,采用瞬时-连续联合释放法对4109工作面内-外漏风进行系统分析。试验结果表明,4109综放工作面外部漏风通道主要是地表裂隙通道,内部漏风主要来自于采空区和回风巷,并进一步计... 针对平朔井工一矿4109工作面漏风现象,基于SF6气体的示踪原理,采用瞬时-连续联合释放法对4109工作面内-外漏风进行系统分析。试验结果表明,4109综放工作面外部漏风通道主要是地表裂隙通道,内部漏风主要来自于采空区和回风巷,并进一步计算出漏风量和漏风率,为矿井火灾的防治提供了依据。 展开更多
关键词 矿井漏风 SF6示踪气体 瞬时-连续联合释放法 内-外漏风 火灾防治
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限定封闭环境煤粒径对煤氧化反应速度的影响 被引量:10
6
作者 张玉龙 +1 位作者 俊峰 邬剑明 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第5期27-30,共4页
为了进一步研究煤粒径大小对煤低温氧化进程的影响,利用鼓风恒温箱装置和GC-950型气相色谱仪进行了封闭环境内煤恒温氧化实验,测得了煤样反应罐内氧气浓度随时间的变化量,同时计算、比较了几种粒径的煤样在不同时间、不同温度下的耗... 为了进一步研究煤粒径大小对煤低温氧化进程的影响,利用鼓风恒温箱装置和GC-950型气相色谱仪进行了封闭环境内煤恒温氧化实验,测得了煤样反应罐内氧气浓度随时间的变化量,同时计算、比较了几种粒径的煤样在不同时间、不同温度下的耗氧速率。研究表明,环境中氧气浓度直接影响着不同粒径煤样的耗氧量。而且,当氧气充足时,煤样的耗氧速率随着粒径的减小而增大,当氧气浓度不足以维持煤氧充分反应时,不同粒径煤样耗氧速率均呈下降趋势,低氧浓度下不同粒径的煤样耗氧速率和恒温氧化时间之间满足负指数关系,此时煤样耗氧速率变化率数值|δV/δT|随着粒径的减小,呈现出先降低后升高的趋势,当煤样粒径为1.00~2.00mm,|δV/δT|达到最小,耗氧速率下降最慢。 展开更多
关键词 封闭环境 恒温氧化 粒径 氧气浓度 耗氧量 耗氧速率
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限定封闭空间内基于CO浓度的煤低温氧化反应特性的试验研究 被引量:5
7
作者 姬俊燕 邬剑明 +1 位作者 周春山 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第6期29-32,共4页
为了进一步了解煤低温阶段氧化反应特点,运用鼓风恒温箱装置和GC-950型气相色谱仪对褐煤在80℃恒温密闭环境中CO的生成规律进行了研究,研究表明,当氧气浓度充足时,CO生成速率随着煤温的稳定而保持恒定,CO生成量呈线性增加,当氧气浓度下... 为了进一步了解煤低温阶段氧化反应特点,运用鼓风恒温箱装置和GC-950型气相色谱仪对褐煤在80℃恒温密闭环境中CO的生成规律进行了研究,研究表明,当氧气浓度充足时,CO生成速率随着煤温的稳定而保持恒定,CO生成量呈线性增加,当氧气浓度下降后,CO生成速率随着恒温时间的延长呈递减趋势,并满足一定关系式。同时,利用电子自旋共振测谱仪(ESR)测试恒温过程不同时间的自由基浓度,从微观上揭示煤的氧化进程,并通过对比研究了80℃临界温度的特殊性。 展开更多
关键词 恒温阶段 限定封闭空间 CO浓度 CO生成速率 自由基浓度
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长期水浸焦煤风干氧化自燃特性研究 被引量:4
8
作者 李云飞 唐一博 +1 位作者 俊峰 《煤矿安全》 北大核心 2017年第10期35-38,共4页
采空区遗煤被水长期浸泡之后,当水分被排除会更容易自燃。为了研究焦煤长期水浸后自燃特性变化,以西曲矿4~#煤为研究对象,对煤样用蒸馏水浸泡30~90 d,在25℃条件下真空干燥箱内干燥72 h后,采取程序升温、红外光谱、比表面积和孔隙分析... 采空区遗煤被水长期浸泡之后,当水分被排除会更容易自燃。为了研究焦煤长期水浸后自燃特性变化,以西曲矿4~#煤为研究对象,对煤样用蒸馏水浸泡30~90 d,在25℃条件下真空干燥箱内干燥72 h后,采取程序升温、红外光谱、比表面积和孔隙分析等测试对比原煤和经过不同浸水时间的焦煤的氧化自燃特性。结果表明:水浸风干后的煤样的自燃特性增强,氧化升温会产生更多的CO、CO_2等产物,孔隙和裂隙增加,孔直径、比表面积和孔体积随浸泡时间增长而增大,但增加的幅度逐渐减小;-OH、-CH_2、-CH_3、C=O等有利于煤自燃活性基团增多。长期水浸对焦煤自燃具有一定的促进作用。 展开更多
关键词 水浸焦煤 程序升温 孔隙结构 红外光谱 自燃特性
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φ(CO)/φ(CO_2)作为气煤采空区低温氧化指标值的研究 被引量:4
9
作者 曹胜 俊峰 +1 位作者 张玉龙 《太原理工大学学报》 北大核心 2017年第4期598-601,共4页
为了研究一氧化碳与二氧化碳的体积分数比(φ(CO)/φ(CO_2))在义马气煤低温氧化过程中随温度的变化规律,本研究采用自行设计研发的恒温加热装置对制备好的混合粒径煤样在不同温度下进行恒温氧化,产生的气体用GC-950气相色谱仪进行分析... 为了研究一氧化碳与二氧化碳的体积分数比(φ(CO)/φ(CO_2))在义马气煤低温氧化过程中随温度的变化规律,本研究采用自行设计研发的恒温加热装置对制备好的混合粒径煤样在不同温度下进行恒温氧化,产生的气体用GC-950气相色谱仪进行分析。记录CO和CO_2在不同温度下不同时间点的体积分数,进而计算出φ(CO)/φ(CO_2)值。分析不同温度下φ(CO)/φ(CO_2)值与时间的关系得出,当氧化反应进行一段时间后,φ(CO)/φ(CO_2)值会趋于一个稳定的值,且温度越高这个时间越短。进一步分析φ(CO)/φ(CO_2)稳定值与温度的关系,拟合分析得出了φ(CO)/φ(CO_2)稳定值与温度有良好的线性关系。与CO单位体积分数值相比,在义马气煤采空区φ(CO)/φ(CO_2)值作为指标值更具优越性,对生产有很好的指导意义。 展开更多
关键词 气煤 煤低温氧化 指标气体 φ(CO)/φ(CO_2)
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水分对褐煤微观特性的影响研究 被引量:4
10
作者 宋申 俊峰 +2 位作者 郭亚军 安帮 《煤炭技术》 北大核心 2017年第11期330-333,共4页
为了研究水分对褐煤微观特性的影响,采用低温真空干燥的方式对褐煤进行处理得到水分含量不同的褐煤,并对实验的3种煤样进行比表面积及孔径分析、自燃倾向性分析、原位红外光谱分析,结果表明:随着煤样水分的增大,煤样的最可几孔径逐渐增... 为了研究水分对褐煤微观特性的影响,采用低温真空干燥的方式对褐煤进行处理得到水分含量不同的褐煤,并对实验的3种煤样进行比表面积及孔径分析、自燃倾向性分析、原位红外光谱分析,结果表明:随着煤样水分的增大,煤样的最可几孔径逐渐增大,煤样的孔体积、比表面积和微分孔体积等表征煤样孔隙特征的参数与最可几孔径均有密不可分的联系;随着煤样水分的增大,煤样的物理吸氧量逐渐减小,减缓程度逐渐降低,煤样自燃倾向性加强,由Ⅱ类转向Ⅰ类;煤样中羟基、羧基及醚键会随着水分含量的降低而逐渐降低。 展开更多
关键词 水分含量 比表面积 最可几孔径 物理吸氧量 原位红外光谱
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水浸煤二次氧化特性研究 被引量:3
11
作者 宋申 邬剑明 +2 位作者 俊峰 郭亚军 《煤矿安全》 北大核心 2017年第7期32-35,共4页
为了研究水浸煤二次氧化特性参数,对实验的6种煤样进行程序升温实验,检测其比表面积及孔径并进行分析。结果表明:预氧化后的水浸煤较预氧化后的原煤二次氧化气体生成速率及放热强度均有所增大,并且随着预氧化的温度升高,气体生成速率及... 为了研究水浸煤二次氧化特性参数,对实验的6种煤样进行程序升温实验,检测其比表面积及孔径并进行分析。结果表明:预氧化后的水浸煤较预氧化后的原煤二次氧化气体生成速率及放热强度均有所增大,并且随着预氧化的温度升高,气体生成速率及放热强度也有所增大;预氧化后的水浸煤活化能较预氧化后的原煤和未氧化的原煤均低,随着预氧化温度的升高,活化能也有所降低,导致其自燃倾向性增加;水浸煤比表面积在同等条件下远大于原煤,随着预氧化温度的提高,原煤和水浸煤的比表面积均呈现下降趋势;二次氧化对实验所用的原煤、水浸煤的最可几孔径几乎没有影响,均为4 nm,在最可几孔径下,煤的微分孔体积/平均孔径随着预氧化的温度升高而逐渐降低。 展开更多
关键词 耗氧速率 放热强度 活化能 比表面积 最可几孔径
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基于地表异常特征的浅埋藏煤层火区边界划定 被引量:2
12
作者 刘硕 +1 位作者 俊峰 邬剑明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第S1期132-133,136,共3页
针对我国西部地区浅埋藏煤层分布广泛且易自燃的情况,通过勘察塌陷、裂隙、烟气等地表异常特征,得出了一种快速、高效、低成本的初步确定火区的方法,该方法在车路坡煤田火区进行了应用,并且通过探测钻孔进行验证,达到了80%以上面积的重... 针对我国西部地区浅埋藏煤层分布广泛且易自燃的情况,通过勘察塌陷、裂隙、烟气等地表异常特征,得出了一种快速、高效、低成本的初步确定火区的方法,该方法在车路坡煤田火区进行了应用,并且通过探测钻孔进行验证,达到了80%以上面积的重合率,可为进一步精确探测划定火区范围提供参考。 展开更多
关键词 煤田火灾 火区探测 地表异常 塌陷 裂隙
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高温下煤吸附氮气后氧化特性变化的实验研究 被引量:2
13
作者 邬剑明 唐一博 《煤矿安全》 北大核心 2017年第10期31-34,共4页
矿井自燃火区注氮气灭火时发现,煤体的温度仍会在高温中维持一段时间,高温下煤样对氮气的吸附影响着煤氧化自燃特性。以锡盟褐煤为研究对象,将煤样分别在200℃下吸附氮气6、12、18 h,通过分析实验煤样的气相产物及氧气消耗,煤氧化表观... 矿井自燃火区注氮气灭火时发现,煤体的温度仍会在高温中维持一段时间,高温下煤样对氮气的吸附影响着煤氧化自燃特性。以锡盟褐煤为研究对象,将煤样分别在200℃下吸附氮气6、12、18 h,通过分析实验煤样的气相产物及氧气消耗,煤氧化表观活化能以及煤孔隙结构参数的变化,研究吸附氮气后煤样的氧化特性。实验表明,煤样经过高温吸附氮气的处理后,气相产物的释放量均高于原煤;高温吸附氮气降低了煤氧化活化能,吸附氮气时间越长,活化能值越低;处理后煤的孔平均直径、孔隙率与渗透率均高于原煤,增加了煤氧反应速率,加快煤氧反应进程。 展开更多
关键词 高温氮气吸附 气相产物 活化能 孔径 氧化特性
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厚煤层大采高综放开采合理放煤步距的相似模拟研究 被引量:2
14
作者 俊峰 邬剑明 《煤炭技术》 北大核心 2014年第5期123-125,共3页
合理放煤步距的确定是综放工作面进行设备选型以及参数优化的前提,同时也对其采出率及煤质有着重要的影响。在散体介质相关理论的指导下,根据龙泉煤矿煤层地质条件,以大比例相似模拟实验为基础并结合现有理论的研究成果,得出了综放机采... 合理放煤步距的确定是综放工作面进行设备选型以及参数优化的前提,同时也对其采出率及煤质有着重要的影响。在散体介质相关理论的指导下,根据龙泉煤矿煤层地质条件,以大比例相似模拟实验为基础并结合现有理论的研究成果,得出了综放机采高为3.5 m时不同步距下放煤量、回采率、含矸率等放煤效果参数,并在对比分析3种放煤步距的基础上得到了该矿3.5 m大采高条件下0.8 m放煤步距为最合理参数。研究结论与现场实测结果吻合,并成功地应用于4101工作面的生产实践,显著提高了开采效率。 展开更多
关键词 散体介质 相似模拟 综放工作面 合理放煤步距
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煤低温氧化释放CO影响因素的灰色关联与权重研究 被引量:2
15
作者 +1 位作者 杜新乐 李国雄 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期78-85,共8页
为研究煤低温氧化过程中各种因素对CO释放的影响,选取神东长焰煤作为主要研究对象,基于程序升温试验,探究煤粒径、升温速率、通风量3种因素对煤低温氧化过程中释放的CO浓度的影响规律,并通过灰色关联分析得出3种因素对煤低温氧化各个阶... 为研究煤低温氧化过程中各种因素对CO释放的影响,选取神东长焰煤作为主要研究对象,基于程序升温试验,探究煤粒径、升温速率、通风量3种因素对煤低温氧化过程中释放的CO浓度的影响规律,并通过灰色关联分析得出3种因素对煤低温氧化各个阶段中释放的CO浓度的影响程度。结果表明:在煤低温氧化过程中,在煤温到达90℃之前,各因素对CO浓度的影响很小,当煤温到达90℃之后,通风量与CO浓度呈正相关,升温速率和煤粒径与CO浓度呈负相关,但当煤粒径<80目时,不完全符合此规律;在煤温为90~190℃阶段,各因素对CO浓度的影响差异较明显,通风量对CO浓度的影响权重最大,煤粒径次之,升温速率的影响权重最小;在煤温为190~250℃阶段,通风量对CO浓度的影响权重最大,升温速率次之,煤粒径的影响权重最小。该研究结果可为煤自燃预测预报工作提供依据。 展开更多
关键词 煤低温氧化 CO浓度 煤粒径 升温速率 通风量 灰色关联分析 影响权重
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亚烟煤低温氧化元素迁移规律及原位红外实验 被引量:1
16
作者 邬剑明 +3 位作者 俊峰 张玉龙 唐一博 宋申 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2031-2036,共6页
基于动力学与热力学理论,研究了煤升温过程中C,H,O,N,S五种基本元素的迁移转化规律,同时根据红外实验分析了煤中主要官能团变化趋势。结果表明,煤样在物理吸附和化学吸附阶段,碳氧化合物变化占主导地位,在化学反应阶段,碳氢化合物和含... 基于动力学与热力学理论,研究了煤升温过程中C,H,O,N,S五种基本元素的迁移转化规律,同时根据红外实验分析了煤中主要官能团变化趋势。结果表明,煤样在物理吸附和化学吸附阶段,碳氧化合物变化占主导地位,在化学反应阶段,碳氢化合物和含氮化合物变化频率超过碳氧化物。低温氧化过程中,H元素的表观活化能最小,N元素表观活化能最大,而O,S元素的表观活化能为负值,C,H,N元素迁移过程为吸热反应,O,S元素转化过程是放热反应。煤中脂肪族C—H在煤温上升的过程含量逐渐降低。煤中COOH含量与总体的C=O含量变化趋势一致,当温度超过120℃以后,两者含量逐渐增加,此外对煤低温氧化过程涉及到的化学反应步骤也进行了研究推导。 展开更多
关键词 亚烟煤 元素迁移 表观活化能 官能团 反应步骤
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