影响煤自燃气体产物释放的主要活性官能团 被引量：27

1

作者 赵婧昱 张永利 +4 位作者 邓军 宋佳佳 王涛 张嬿妮 张宇轩 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期1139-1148,共10页

为了研究煤自燃发火气体产物与煤分子官能团之间的内在联系,进一步揭示煤自燃发火过程的微观变化特性,利用程序升温实验装置和原位红外光谱分析实验系统,得出了气体产物生成量和活性官能团含量之间的关联性.结果表明:CO、C2H4等指标气... 为了研究煤自燃发火气体产物与煤分子官能团之间的内在联系,进一步揭示煤自燃发火过程的微观变化特性,利用程序升温实验装置和原位红外光谱分析实验系统,得出了气体产物生成量和活性官能团含量之间的关联性.结果表明:CO、C2H4等指标气体浓度伴随温度升高显示为抛物线模式增长;活性官能团中,随着温度的不断升高,脂肪烃含量先持续增大,之后开始逐渐下降,C=C双键含量不断下降,含氧官能团含量先趋于稳定后逐渐增加.根据指标气体浓度变化,获得了高温反应过程中的5个特征温度点,进一步将其分为临界温度阶段、干裂–活性–增速温度阶段、增速–燃点温度阶段和燃烧阶段4个阶段,并对三个高温氧化阶段进行关联性分析发现:在临界温度阶段,影响CO、CO2、CH4和C2H6气体释放的主要活性官能团是羰基;在干裂–活性–增速温度阶段烷基链和桥键发生大量断裂,影响气体产物的主要活性官能团是脂肪烃和羰基;在增速–燃点温度阶段气体浓度与羰基和羧基等官能团呈负相关.得出干裂–活性–增速温度阶段是高温氧化过程中的危险阶段,需在该阶段前对氧化反应进行控制,以减少人员和物质损失. 展开更多

关键词 自燃发火 指标气体 活性官能团 特征温度 温度阶段 关联分析

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煤氧化特性的STA-FTIR实验研究 被引量：23

2

作者 杨漪 邓军 +1 位作者 张阓妮 王伟峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1031-1040,共10页

采用同步热分析-红外联用技术(STA-FTIR),以4种不同变质程度的新鲜煤样为研究对象,从特征温度点、热量变化、逸出气体、氧化反应动力学等多角度分析煤的氧化放热特性及其规律。研究结果表明,随着煤变质程度降低,煤中挥发分含量增高,煤... 采用同步热分析-红外联用技术(STA-FTIR),以4种不同变质程度的新鲜煤样为研究对象,从特征温度点、热量变化、逸出气体、氧化反应动力学等多角度分析煤的氧化放热特性及其规律。研究结果表明,随着煤变质程度降低,煤中挥发分含量增高,煤氧化过程特征温度点逐渐减小;各个阶段反应活化能逐渐变小,最大热释放速率和放热量相应增加;同时,氧化过程中所释放的CO,CO2,H2O,CH4等气体的初始温度和峰值温度均呈现出逐渐减小趋势,生成CO量减少,CO2和水量增加;此外,不同煤样在水分蒸发及脱附阶段、吸氧增重阶段的反应机理接近。实验结果说明不同煤样的氧化反应过程具有相似性,变质程度越低的煤,发生氧化和燃烧反应越容易,自燃危险性越高。应根据煤样存储、开采、运输环境,针对初始放热温度较低的低变质煤样,及时采取冷却降温、封堵裂隙、阻化剂阻化等措施预防煤自燃发生和发展。 展开更多

关键词 煤自燃 氧化放热特性 热分解 热动力学 STA-FTIR技术

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采空区煤自燃“防-抑-灭”协同防灭火关键技术 被引量：19

3

作者 邓军 杨囡囡 +5 位作者 王彩萍 陈功华 康付如 任立峰 崔小超 白光星 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2022年第9期1-8,共8页

采空区煤自燃容易造成资源的浪费和环境的污染,同时能够引发瓦斯燃烧、粉尘爆炸等重大灾害性事故,进而造成财产损失和人员伤亡。为进一步提升煤自燃“防-抑-灭”协同防灭火技术,推动我国煤炭资源的绿色开采,对采空区煤自燃的原因及影响... 采空区煤自燃容易造成资源的浪费和环境的污染,同时能够引发瓦斯燃烧、粉尘爆炸等重大灾害性事故,进而造成财产损失和人员伤亡。为进一步提升煤自燃“防-抑-灭”协同防灭火技术,推动我国煤炭资源的绿色开采,对采空区煤自燃的原因及影响因素进行了分析;全面阐述了现有的采空区火灾的预防、抑制与灭火技术,并对比分析了各类“防-抑-灭火”技术的优缺点,指出了治理采空区煤自燃过程中存在的问题。 展开更多

关键词 煤自燃 防控技术 监测预警 防灭火技术 煤矿采空区

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基于FDTD的电磁波在煤中传播特性 被引量：17

4

作者 文虎 张铎 +2 位作者 郑学召 樊世星 王伟峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2959-2967,共9页

针对矿山灾害事故发生时,逃生通道被堵,被困人员位置难以确定这一难题,以钻孔生命雷达为手段,开展了电磁波在煤矿井下传播规律的研究。采用时域有限差分法(FDTD)建立井下二维空间磁场(TM)模型,利用Gpr Max和Matlab数值软件对模型进行正... 针对矿山灾害事故发生时,逃生通道被堵,被困人员位置难以确定这一难题,以钻孔生命雷达为手段,开展了电磁波在煤矿井下传播规律的研究。采用时域有限差分法(FDTD)建立井下二维空间磁场(TM)模型,利用Gpr Max和Matlab数值软件对模型进行正演模拟计算。通过理论分析与正演模拟,研究了天线中心频率、激励源、煤质与煤温等条件改变时,反射波的幅值强度与反射系数变化规律,目标的探测时间与分辨率,揭示了电磁波在煤体中的传播规律。研究结果表明:天线中心频率为600 MHz的Ricker激励源是最佳探测方式;电磁波在烟煤中的传播速度最快,褐煤居中,无烟煤最次;电磁波在煤中的传播速度随温度的增加而增大,人体反射波幅值强度则随之减弱;人体反射波幅值强度与探测距离呈对数函数关系,据此提出建立相应数据库;确定了生命雷达与被困人员之间煤体厚度的计算方法。研究结果可为生命雷达系统的研发和现场救援探测数据的解释提供参考与支撑。 展开更多

关键词 矿山事故 应急救援 探测雷达 数值模拟

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原煤和氧化煤的低温氧化特性 被引量：14

5

作者 邓军 李青蔚 +1 位作者 肖旸 王彩萍 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期1-7,共7页

为研究原煤和氧化煤的低温氧化特性,以潘集矿煤样为研究对象,将原煤在90℃空气环境中恒温氧化150 min制备氧化煤样。采用程序升温实验装置测定了170℃以下原煤和氧化煤低温氧化阶段不同温度下的CO浓度,并基于CO浓度分阶段计算了原煤和... 为研究原煤和氧化煤的低温氧化特性,以潘集矿煤样为研究对象,将原煤在90℃空气环境中恒温氧化150 min制备氧化煤样。采用程序升温实验装置测定了170℃以下原煤和氧化煤低温氧化阶段不同温度下的CO浓度,并基于CO浓度分阶段计算了原煤和氧化煤的表观活化能。此外,通过电子自旋共振设备测定了180℃以下原煤和氧化煤低温氧化过程中的自由基浓度。结果表明:原煤和氧化煤的CO浓度和表观活化能均随着温度的升高而增大,且表现出明显的阶段性特征;原煤和氧化煤的CO浓度和表观活化能在50~60℃范围内产生交叉;50℃以下,氧化煤的CO浓度大于原煤,表观活化能小于原煤;超过60℃,氧化煤的CO浓度小于原煤,表观活化能大于原煤。原煤的自由基浓度随着温度的升高而增大,氧化煤的自由基浓度随着温度的升高先降低后升高;相同温度下,氧化煤的自由基浓度大于原煤,但其自由基浓度的变化速率小于原煤。 展开更多

关键词 安全科学与工程 氧化煤 CO浓度 表观活化能 自由基浓度

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二次氧化煤自燃过程关键官能团的转变规律 被引量：12

6

作者 肖旸 叶星星 +1 位作者 刘昆华 陈龙刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期989-1000,共12页

为掌握二次氧化过程中关键官能团转变对煤自燃的影响,分别采集新疆艾维尔沟气肥煤和新疆硫磺沟长焰煤,在不同预氧化温度(100,200,300,400和500℃)下对2种煤样进行处理,氧化时间为40 min,并以原煤作为对照组,开展二次氧化煤样热重和原位... 为掌握二次氧化过程中关键官能团转变对煤自燃的影响,分别采集新疆艾维尔沟气肥煤和新疆硫磺沟长焰煤,在不同预氧化温度(100,200,300,400和500℃)下对2种煤样进行处理,氧化时间为40 min,并以原煤作为对照组,开展二次氧化煤样热重和原位漫反射红外光谱试验研究。通过热重实验分析煤样热失重过程(30~800℃),基于质量变化速率为0的3个特征温度(T_(2),T_(5),T_(7)),将煤样氧化过程划分为3个阶段。通过原位漫反射红外光谱仪分析了煤样升温过程中(30~300℃)关键官能团的变化情况。结果表明:在煤氧反应中羟基的主要反应温度范围是T_(c)~T_(1)(T_(c)为常温,T_(1)为临界温度),氧化反应后期羟基含量基本不变。其中羟基含量增加量最大的煤样分别为L_(500)(预氧化温度为500℃的硫磺沟煤样)和A_(400)(预氧化温度为400℃的艾维尔沟煤样)。脂肪烃、芳香烃和含氧官能团主要反应阶段为T_(2)~T_(z)(T_(2)为干裂温度,T_(z)为终止温度),当温度小于T_(2)时,这几种官能团参与反应程度较小。经过不同的预氧化温度处理后,煤样关键官能团含量变化差异明显。过高的预氧化温度会使煤中脂肪烃、芳香烃和含氧官能团含量减少。对比不同预氧化温度下煤样的官能团变化,发现预氧化温度为200℃时,煤分子中芳香烃、含氧官能团和脂肪烃都达到峰值。 展开更多

关键词 煤氧反应 官能团 二次氧化 热重 煤自燃

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[BMIM][BF_4]对不同变质程度煤自燃热行为的影响研究 被引量：11

7

作者 邓军 吕慧菲 +3 位作者 李达江 肖旸 王彩萍 蒋志刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期254-262,共9页

离子液体作为新型阻化剂可溶解破坏煤中活性基团,抑制煤氧化反应进程,从根本上达到阻化煤自燃的目的。但不同变质程度煤样微观结构不同,而且离子液体成本较高,因此,难以在煤自燃领域现场实施应用。基于此,考察了离子液体对不同变质程度... 离子液体作为新型阻化剂可溶解破坏煤中活性基团,抑制煤氧化反应进程,从根本上达到阻化煤自燃的目的。但不同变质程度煤样微观结构不同,而且离子液体成本较高,因此,难以在煤自燃领域现场实施应用。基于此,考察了离子液体对不同变质程度煤自燃热行为特征的影响,且从经济性和实用性方面考虑,选用低浓度(质量分数为5%) 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF4])对褐煤、长焰煤、气煤以及1/3焦煤进行热重-差热联用(TG-DSC)实验和热物性参数测试实验,得出离子液体处理不同变质程度煤的特征温度、热效应及热物性参数变化规律。结果表明:离子液体延后了煤失重过程中的特征温度,提高了煤自燃过程中的初始放热温度和最大热释放速率温度,对最大放热速率以及放热量都有着明显的抑制效应,且抑制作用随着煤变质程度的升高而减弱,说明离子液体对于低阶煤效果较好;与原煤样相比,离子液体处理煤样的热扩散系数和导热系数较低,比热容则较高,说明离子液体降低了煤体之间热量传递的速度,增加了煤体温度上升所需的热量,弱化了煤体因温差传递热量的能力,对煤样的传热性能起到了抑制作用,并且煤的变质程度越低,抑制效果越明显。结果可为离子液体抑制煤自燃领域的推广及现场应用提供借鉴。 展开更多

关键词 离子液体 煤 同步热分析 激光导热仪 特征温度

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不同程度预氧化煤传热特性 被引量：11

8

作者 张辛亥 周山林 +1 位作者 拓龙龙 侯钦元 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第5期761-766,共6页

选用气煤,预先在程序升温装置中分别氧化升温至80,120,150和200℃,原煤作为对照组,探究煤复燃的热量传递规律。采用激光导热仪FLA457分别测量空气气氛中原煤与预氧化煤在30~300℃内的热物性参数,对热物性参数进行拟合分析,并探究其对温... 选用气煤,预先在程序升温装置中分别氧化升温至80,120,150和200℃,原煤作为对照组,探究煤复燃的热量传递规律。采用激光导热仪FLA457分别测量空气气氛中原煤与预氧化煤在30~300℃内的热物性参数,对热物性参数进行拟合分析,并探究其对温度的敏感性。结果表明:在30~300℃内,随着温度的升高,煤样热扩散系数先减小后增大,比热容逐渐增大并趋于平稳,导热系数逐渐增大。煤样的热扩散系数变化率以及导热系数变化率呈现出先减小后增大的趋势,比热容变化率逐渐减小。在相同温度下,随着预氧化温度的增加,热扩散系数先增大后减小,导热系数逐渐减小,并且原煤的比热容和导热系数均大于预氧化煤的比热容和导热系数。此外,比热容对温度的敏感性最大。实验结果对于煤火灾害防治具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 预氧化煤 热量传递 热物性参数 敏感性

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矿井火灾智能监测预警技术近20年研究进展及展望 被引量：4

9

作者 邓军 李鑫 +5 位作者 王凯 王伟峰 闫军 汤宗情 康付如 任帅京 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期154-177,共24页

为加强矿井火灾智能监测预警系统建设,提出了矿井火灾智能监测预警技术研究思路,从矿井火灾智能感知技术及装备、预测技术及模型、智能预警系统及平台3方面综述了矿井火灾智能监测预警技术研究进展。首先,总结了内外因火灾信息监测技术... 为加强矿井火灾智能监测预警系统建设,提出了矿井火灾智能监测预警技术研究思路,从矿井火灾智能感知技术及装备、预测技术及模型、智能预警系统及平台3方面综述了矿井火灾智能监测预警技术研究进展。首先,总结了内外因火灾信息监测技术及装备,归纳了基于图像视频识别的识别流程,阐述了多源信息融合在火灾监测过程中的应用情况。其次,介绍了矿井火灾的预测技术及模型,包括支持向量机、人工神经网络、随机森林算法等机器学习算法。然后,阐述了矿井火灾预警系统及平台:在总结矿井煤自燃和外因火灾分级预警技术的基础上,介绍了矿井火灾预警系统平台的感知层、网络层、服务融合层以及应用层方面的进展内容;归纳了预警系统各层的内涵及应用框架;搭建了矿井火灾智能监测预警系统。最后,展望了我国矿井火灾智能监测预警技术的未来发展趋势,具体包括:在矿井火灾信息智能感知技术方面,提出加强传感技术及装备研发;在矿井火灾智能预测技术方面,提出加强隐蔽火源的位置探寻方法研究,构建火灾灾害透明化模型;在矿井火灾智能预警系统建设方面,提出将大数据融入智能判识,查明矿井火灾风险源及隐蔽火源位置的预报,实现特殊条件下煤自燃的预警。在矿井火灾智能判识与防控技术联动方面,提出利用大型语言模型在智能判识的基础上实现对矿井火灾的自适应防控。 展开更多

关键词 煤自燃 监测技术 外因火灾 火源辨识 预警系统 矿井火灾 火灾监测

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氧浓度与风量对煤热物性参数影响的实验研究 被引量：9

10

作者 王凯 翟小伟 +1 位作者 王炜罡 文虎 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第1期31-36,共6页

为了研究氧浓度与风量对煤自燃过程传热特性的影响,采用激光导热分析仪,研究了不同氧浓度与风量条件下煤的热扩散系数、比热容与导热系数变化特征,发现煤样的热扩散系数随温度的升高总体呈下降趋势,而比热容表现为线性增加,导热系数随... 为了研究氧浓度与风量对煤自燃过程传热特性的影响,采用激光导热分析仪,研究了不同氧浓度与风量条件下煤的热扩散系数、比热容与导热系数变化特征,发现煤样的热扩散系数随温度的升高总体呈下降趋势,而比热容表现为线性增加,导热系数随着温度的升高呈缓慢的非线性增长特征;纯氧条件下煤的热扩散系数略高于空气气氛,比热容则低于空气气氛,综合效应表现为氧浓度对煤升温过程中导热系数无明显影响;而供风量的增加明显降低了煤样的热扩散系数与比热容,综合表现为导热系数的降低。结果表明:氧浓度对煤氧化升温过程传热特性影响较小,而风量对实验煤样导热系数的变化具有显著影响,是煤自燃传热过程研究应考虑的重要因素。 展开更多

关键词 安全科学与工程 煤自燃 氧浓度 风量 导热系数 热扩散系数

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CF_(3)I和CO_(2)抑制甲烷-空气爆炸实验研究 被引量：7

11

作者 程方明 南凡 +2 位作者 肖旸 罗振敏 牛巧霞 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期156-164,共9页

为了探究三氟碘甲烷CF_(3)I和二氧化碳CO_(2)复合使用对甲烷爆炸的抑制效果,采用容积为20 L的球形爆炸实验装置,研究了单独和复合使用三氟碘甲烷和二氧化碳对甲烷爆炸压力特性的影响。研究结果表明:添加三氟碘甲烷和二氧化碳后,甲烷爆... 为了探究三氟碘甲烷CF_(3)I和二氧化碳CO_(2)复合使用对甲烷爆炸的抑制效果,采用容积为20 L的球形爆炸实验装置,研究了单独和复合使用三氟碘甲烷和二氧化碳对甲烷爆炸压力特性的影响。研究结果表明:添加三氟碘甲烷和二氧化碳后,甲烷爆炸极限范围逐渐缩小,且三氟碘甲烷对甲烷爆炸极限的影响更显著,当三氟碘甲烷和二氧化碳的体积分数分别达到5.5%和32.0%时,甲烷爆炸上下限重合,临界氧的体积分数分别为17.85%和12.50%。可见三氟碘甲烷对甲烷爆炸极限的影响机制与二氧化碳不同,并不是通过降氧为主而发挥抑制作用的。三氟碘甲烷对甲烷爆炸的抑制效果明显优于二氧化碳,对比体积分数为9.5%的甲烷爆炸最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率下降的比率,5.0%三氟碘甲烷的抑爆效果约是等量二氧化碳的6倍和5倍。二氧化碳掺混少量三氟碘甲烷后,抑爆效果大幅提升,掺混比例越,高效果越明显,且对抑制甲烷爆炸压力作用的提升更显著。三氟碘甲烷掺混体积分数大于等于1.0%时,二氧化碳单位增量导致甲烷最大爆炸压力下降的幅度有所增加。这说明三氟碘甲烷的加入具有改善抑爆效果和增强抑爆效率的双重作用。 展开更多

关键词 甲烷爆炸 三氟碘甲烷 二氧化碳 爆炸压力 抑爆

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神东北部矿区水浸煤自燃标志性气体产生规律 被引量：8

12

作者 王亚超 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第9期52-58,共7页

采用煤自燃氧化程序升温实验,对水浸煤自燃标志气体产生规律进行了研究,对比分析了不同含水率水浸煤与原煤CO产生率、CO_2产生率、CH_4产生率、C_2H_4浓度、C_2H_6浓度、耗氧速率随温度的变化规律,发现在低温氧化阶段,水浸煤中水分的存... 采用煤自燃氧化程序升温实验,对水浸煤自燃标志气体产生规律进行了研究,对比分析了不同含水率水浸煤与原煤CO产生率、CO_2产生率、CH_4产生率、C_2H_4浓度、C_2H_6浓度、耗氧速率随温度的变化规律,发现在低温氧化阶段,水浸煤中水分的存在降低了原煤开始快速氧化的温度点,对煤自燃具有促进作用,水浸煤CO和CO_2气体产生率、耗氧速率高于原煤;在快速氧化阶段,水浸煤中水分的蒸发对煤自燃具有阻碍作用,水浸煤CO和CO_2气体产生率、耗氧速率低于原煤;在加速氧化阶段和高速氧化阶段,水浸煤中的水分与煤分子官能团结合生成含水络合物,提高了CO和CO_2气体产生率,以及耗氧速率,同时阻止烷烃和烯烃类气体的产生,降低了C_2H_4和C_2H_6气体浓度;在煤自燃氧化过程中,水浸煤中水分的存在,降低原煤中CH_4气体吸附量,水浸煤CH_4产生率低于原煤。结果表明,含水率对煤自燃氧化过程中的标志性气体产生规律具有明显的影响,经水浸泡的神东北部矿区12煤比其原煤更容易氧化自燃。 展开更多

关键词 水浸煤 煤自燃 标志气体 气体产生率 耗氧速率

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川东地区煤自燃危险指标及极限参数 被引量：8

13

作者 邓军 任帅京 +2 位作者 任立峰 王彩萍 李青蔚 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第2期196-202,共7页

为研究川东地区煤氧化升温过程中的自燃特性,采用程序升温装置测试了川东地区7个矿井煤样在氧化升温过程中的放热强度和耗氧速率,分析了不同温度下各煤样气体产物以及自燃极限参数的变化规律。结果表明:放热强度与耗氧速率的变化趋势一... 为研究川东地区煤氧化升温过程中的自燃特性,采用程序升温装置测试了川东地区7个矿井煤样在氧化升温过程中的放热强度和耗氧速率,分析了不同温度下各煤样气体产物以及自燃极限参数的变化规律。结果表明:放热强度与耗氧速率的变化趋势一致,同一温度升高,二者先略微增加,然后以指数形式快速增大。随着温度的逐渐升高,各个矿井煤样的CO和CO_(2)浓度都表现出逐渐增加的趋势。相同温度下,CO_(2)浓度明显大于CO浓度,CO和CO_(2)比值与煤温有着很好对应关系,能反映出煤样被氧化的程度。CH_(4),C_(2)H_(6)和C_(2)H_(4)浓度随温度升高逐渐增大,不同矿井煤样的C_(2)H_(6)和C_(2)H_(4)产生的起始温度不同,CH_(4)产生量的差异性随温度升高逐渐增大。最小浮煤厚度与下限氧体积分数的变化趋势一致,随着温度的升高,二者先增大后逐渐降低,上限漏风强度随着温度的升高先降低后升高。 展开更多

关键词 耗氧速率 煤自燃 放热强度 极限参数

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低温条件下煤的热物性参数试验研究 被引量：8

14

作者 肖旸 陈龙刚 +3 位作者 李青蔚 张馨悦 白祖锦 王凯 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2190-2194,共5页

掌握钻孔冷冻取心与液态CO2压裂过程中,煤在低温环境中(-50~50℃)的热物性参数(热扩散系数、比热容和导热系数)及其量化表征,对煤层瓦斯抽采具有重要的实际意义。采用LFA457激光导热仪分别对5种不同变质程度的煤进行热物理性质的测试,从... 掌握钻孔冷冻取心与液态CO2压裂过程中,煤在低温环境中(-50~50℃)的热物性参数(热扩散系数、比热容和导热系数)及其量化表征,对煤层瓦斯抽采具有重要的实际意义。采用LFA457激光导热仪分别对5种不同变质程度的煤进行热物理性质的测试,从-50℃开始,以10℃为温度梯度记录数据,得到低温环境中煤热物性参数的变化规律,将低温环境分为负温-50~0℃与正温0~50℃两个阶段,对比分析影响煤热物理性质的因素;并使用灰色关联度分析方法对煤的热扩散系数、比热容、导热系数与煤的固定碳、挥发分、灰分、水分进行关联度分析。结果表明,在低温环境中,煤的热扩散系数随温度升高而降低,比热容与导热系数随温度升高而升高。煤热物性参数的平均变化率在负温阶段比正温阶段大,是因为煤的晶格振动与分子运动在负温升温阶段变化更为剧烈。通过对比水分、挥发分、灰分、固定碳与导热性质的关系,发现煤中的固定碳含量对煤热物理性质的影响最大,其次为挥发分与灰分,煤中水分是对热物理性质影响最小的因素。 展开更多

关键词 安全工程 导热系数 热扩散系数 比热容 灰色关联度

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乙二胺四乙酸微胶囊阻化煤自燃性能研究 被引量：6

15

作者 张嬿妮 舒盼 +2 位作者 刘春辉 王安鹏 李乐乐 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期108-117,共10页

煤自燃的频繁发生对煤矿安全生产构成了严重威胁。阻化剂防灭火技术在防治煤自燃方面发挥了重要作用。微胶囊材料是一种具有良好预防煤自燃效果的复合型灭火材料。选取聚乙二醇6000(PEG6000)为壁材,乙二胺四乙酸(EDTA)为芯材,利用熔化... 煤自燃的频繁发生对煤矿安全生产构成了严重威胁。阻化剂防灭火技术在防治煤自燃方面发挥了重要作用。微胶囊材料是一种具有良好预防煤自燃效果的复合型灭火材料。选取聚乙二醇6000(PEG6000)为壁材,乙二胺四乙酸(EDTA)为芯材,利用熔化分散冷凝法制备出芯壁比分别为1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的微胶囊化乙二胺四乙酸。利用SEM对微胶囊的表面形貌进行表征,结果表明,PEG6000有效包覆在EDTA表面,成功制备了新型PEG6000-EDTA阻化微胶囊。采用热分析实验研究了不同芯壁比阻化微胶囊对煤样自燃特性的影响,掌握了阻化煤样的分阶段特征与特征温度点的热释放规律。结合热动力学参数,分析了不同芯壁比阻化微胶囊对煤自燃的阻化机理。研究表明:不同芯壁比阻化微胶囊的热反应性及阻化机制存在差异,其芯壁比为1∶3时效果最佳。确定了乙二胺四乙酸微胶囊阻化剂对煤自燃具有化学阻化作用,能够降低煤的失重率,使T_(1)和T_(3)温度分别提高12℃和34℃,而且可以大幅度降低30~200℃和325~683℃放热量。表观活化能的计算表明,在P_(1)和P_(3)两个阶段,抑制煤样的活化能分别为22.96 kJ/mol和54.98 kJ/mol,分别比原煤高4.14 kJ/mol和13.04 kJ/mol,证明了阻化微胶囊可有效的提高活化能抑制来煤自燃。研究表明乙二胺四乙酸微胶囊阻化剂对煤样具有良好的抑制作用,可有效抑制煤自燃反应进程。 展开更多

关键词 煤矿安全 煤自燃 乙二胺四乙酸 金属螯合剂 胶囊阻化剂

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卤盐载体无机盐阻化煤自燃的机理及性能 被引量：7

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作者 张嬿妮 侯云超 +4 位作者 刘博 邓军 刘春辉 杨晶晶 温心宇 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期1295-1303,共9页

为了研究卤盐载体无机盐阻化剂对煤自燃的阻化机理及性能,采用差示扫描量热仪(DSC)测试了在稀土水滑石、MgCl2和卤盐载体无机盐三种不同阻化剂作用下,煤自燃过程中分阶段特征、特征温度、热效应和表观活化能等参数变化规律.测试结果表明... 为了研究卤盐载体无机盐阻化剂对煤自燃的阻化机理及性能,采用差示扫描量热仪(DSC)测试了在稀土水滑石、MgCl2和卤盐载体无机盐三种不同阻化剂作用下,煤自燃过程中分阶段特征、特征温度、热效应和表观活化能等参数变化规律.测试结果表明,稀土水滑石层板的-OH能够与煤分子中的-COOH等酸性官能团产生弱氢键,造成-COOH等酸性官能团的活性减弱;Mg2+与煤分子中的—COO-发生络合作用,生成了-COOMg-,造成-COO-内的C=O活性减弱是卤盐载体无机盐抑制煤自燃的主要机理.煤样中添加卤盐载体无机盐后DSC曲线吸热峰均出现双峰或多峰,且较原煤的峰值温度后移了50~60℃、T1温度后移了90~100℃、总放热量降低了19~27 kJ·g^(-1),而且有效的提高了煤体各阶段的表观活化能.研究表明卤盐载体无机盐阻化剂可有效抑制煤自燃反应进程. 展开更多

关键词 卤盐载体无机盐 阻化剂 煤自燃 DSC 表观活化能

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纵向通风对地铁区间隧道火灾温度特性影响 被引量：7

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作者 易欣 范晶 +2 位作者 马砺 杨元博 张鹏宇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3163-3170,共8页

以西安某地铁站区间隧道为研究对象,基于Froude相似性原理,建立1:10小尺寸实验模型,研究火源功率、纵向通风速度对隧道区间火灾时温度特性的影响,对比分析12.67,15.33和18.24kW3种火源功率在不同风速下的火焰形态、顶棚最大温度分布及... 以西安某地铁站区间隧道为研究对象,基于Froude相似性原理,建立1:10小尺寸实验模型,研究火源功率、纵向通风速度对隧道区间火灾时温度特性的影响,对比分析12.67,15.33和18.24kW3种火源功率在不同风速下的火焰形态、顶棚最大温度分布及顶棚辐射能量。研究结果表明:纵向通风会增强燃烧,增加火焰长度、降低火焰高度,同时降低隧道内温度和顶棚热辐射;当无纵向通风时,顶棚最高温度分布随火源功率呈指数函数关系,随着纵向通风风速的增加,二者相关性逐渐降低;当纵向通风风速大于1.0 m/s时,隧道温度和热辐射主要受火源功率影响。 展开更多

关键词 纵向通风 区间隧道火灾 缩尺寸模型 温度特性

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淮南矿区煤自燃指标气体及特征参数 被引量：3

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作者 易欣 张敏 +3 位作者 邓寅 施欣甫 王兴 李煜晗 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第3期457-465,共9页

为研究淮南矿区煤自然发火过程中的燃烧特性,采用程序升温实验装置,测试了淮南矿区6个不同煤矿中煤样的自燃特性,分析各煤样的CO、CO_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)气体的变化规律,计算并探讨耗氧速率、放热强度及极限参数在不... 为研究淮南矿区煤自然发火过程中的燃烧特性,采用程序升温实验装置,测试了淮南矿区6个不同煤矿中煤样的自燃特性,分析各煤样的CO、CO_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)气体的变化规律,计算并探讨耗氧速率、放热强度及极限参数在不同氧化阶段的变化。结果表明:CO、CO_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)气体均随温度升高呈现增大趋势,并在干裂温度后均表现出近指数增长。CO与C_(2)H_(4)气体可选作为预测淮南矿区煤自燃发展进程的预测指标性气体。耗氧速率与放热强度的变化趋势类似,临界温度前增长较为缓慢,后均呈抛物线式增长,而丁集与潘三两煤样耗氧速率与放热强度的变化较为突出。上限漏风强度随温度升高先减小后增大;下限氧体积分数与最小遗煤厚度则随温度升高,先增大后逐渐减小,且变化趋势相似。淮南矿区新庄孜煤矿的煤样氧化性能最为稳定。 展开更多

关键词 煤自燃 程序升温 极限参数 特征温度 淮南矿区

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咪唑类离子液体对煤热物性参数影响的实验研究 被引量：7

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作者 邓军 陈炜乐 +2 位作者 肖旸 吕慧菲 王彩萍 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第4期523-529,共7页

离子液体对煤分子结构活性官能团具有显著的溶解破坏作用,从而可以抑制煤热量传递。为了考察咪唑类离子液体([EMIM][BF4]、[BMIM][BF4]、[BMIM][NO3]和[BMIM][I])对煤热物性参数的影响,使用离子液体对不粘煤进行预处理,通过激光闪射装置... 离子液体对煤分子结构活性官能团具有显著的溶解破坏作用,从而可以抑制煤热量传递。为了考察咪唑类离子液体([EMIM][BF4]、[BMIM][BF4]、[BMIM][NO3]和[BMIM][I])对煤热物性参数的影响,使用离子液体对不粘煤进行预处理,通过激光闪射装置LFA 457测定在30~300℃范围内煤样的热物性参数,研究离子液体对煤热物性参数的影响,并分析离子液体预处理煤对温度的敏感性。结果表明:随着温度的升高,煤样的热扩散系数逐渐减小,比热容和导热系数逐渐增大,且温度越高,煤样的热物性参数的变化趋势越弱。在相同温度下,离子液体预处理煤的热扩散系数、比热容及导热系数均低于原煤样。在([BMIM]+)相同的情况下,[BF4]-对煤的热扩散系数抑制效果明显;在([BF4]-)相同情况下,[BMIM]+对热扩散系数的抑制效果明显。从敏感性分析可知,煤样的比热容对温度的敏感性最高,导热系数对温度的敏感性最低。此外,在相同温度下,[BMIM][I]处理煤的比热容和导热系数相对较低。实验结果为离子液体抑制煤自燃以及煤火的传热提供理论依据。 展开更多

关键词 离子液体 热量传递 热物性参数 温度 敏感性

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注二氧化碳驱替煤中甲烷实验研究 被引量：7

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作者 马砺 邢园园 魏高明 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第12期5-8,共4页

利用注CO2的方法可以有效驱替煤中CH4,提高CH4采抽率。为了研究驱替过程特征以及不同驱替压力和流量对驱替过程的影响,利用自制的驱替实验系统,在2.4、1.8、1.2、0.6 MPa等不同注气压力下分别进行了流量为15、10、5 mL/min的驱替实验。... 利用注CO2的方法可以有效驱替煤中CH4,提高CH4采抽率。为了研究驱替过程特征以及不同驱替压力和流量对驱替过程的影响,利用自制的驱替实验系统,在2.4、1.8、1.2、0.6 MPa等不同注气压力下分别进行了流量为15、10、5 mL/min的驱替实验。实验结果表明,驱替过程是由气体置换、携带、稀释等共同作用的结果。驱替过程初期,CH4组分浓度下降到30%～40%,表现为气流携带起主导作用,中期CH4组分浓度下降到5%～10%,表现为置换解吸起主导作用,后期CH4组分浓度下降到5%后趋于稳定,表现为气流稀释起主导作用。驱替流量变大,气体置换作用变弱,携带、稀释作用变强。驱替压力能有效影响驱替效果,压力越大,驱替效果越好。 展开更多

关键词 注气驱替 携带作用 置换作用 稀释作用 驱替效率

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