浸水风干煤体二次氧化自燃升温特性研究

作     者：张延博 

作者单位：山东科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘音;张金魁

授予年度：2019年

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

主      题：浸水风干 二次氧化 标志气体 特征温度 官能团 

摘      要：为研究煤的浸水风干煤体二次氧化自燃升温特性,本文选取富水矿区巴彦高勒煤矿煤壁新鲜煤样,按照实验室标准将煤加工、预处理,并针对整体及部分预处理煤样分别进行程序升温实验、热重实验、傅里叶变换红外光谱实验,对预处理后煤样的自燃倾向性进行进一步的研究,并据此判定实际生产过程中工作面采空区自燃危险区域,制定相应防灭火技术措施,主要研究内容及结论如下:(1)通过程序升温氧化实验,分析煤样升温过程中交叉点温度变化显示经处理后的煤样更易发生氧化自燃,且浸水风干96h预氧化140℃煤最易自然发火。实验过程分析选取并测定CO、C2H4、C3H8标志性气体,结果显示:经过浸水风干及预氧化处理的煤,生成的标志性气体浓度更大,生成速率更快,更具有自然发火的倾向。(2)通过热重实验后得出TG/DTG曲线,对特征温度进行记录即:物理吸附结束温度、临界温度、煤的干裂温度、煤的活性温度、煤的增速温度、煤的着火温度、煤的最大失重速率点温度、煤的燃尽点温度来判断不同预处理煤样的自燃倾向性。综合认定不同预处理煤样的自燃倾向性为:浸水风干96h预氧化140℃煤样预氧化140℃煤样浸水风干96h煤样原煤。(3)根据傅里叶变换红外光谱实验后发现:经处理后的煤样在羟基、脂肪烃及芳香烃官能团谱峰强度均大于原煤。浸水风干主要对煤分子的羟基官能团造成影响;预氧化不仅对羟基官能团造成影响,对芳香烃官能团也造成了影响;浸水风干预氧化的综合条件下更是影响了羟基、芳香烃、脂肪烃官能团,综合认定浸水风干预氧化的煤较其他煤样更易发生氧化自燃。(4)判定了巴彦高勒311202工作面采空区危险区域。正常回采期间,采取以保证安全推进速度,实时观测,发现危险即采取注氮注浆的措施;对工作面临时停采期间,采用三级响应体系,通过制定防灭火技术等一系列技术措施来保障矿井安全生产,并取得了良好的治理效果。