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低阶煤高温燃烧特性参数实验研究

煤矿安全 2022年第7期53卷 7-13页

作者：杨梦单张雷林安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学煤炭高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

为了研究低阶煤在高温氧化过程中的燃烧特性,采用锥形量热仪测试了3种低阶煤样的点燃时间、热释放速率、总热释放量、质量损失速率、总质量损失量、CO释放量等参数,通过计算得到各煤样的燃烧效率,进而分析煤样的变质程度与燃烧特性参数... 详细信息

为了研究低阶煤在高温氧化过程中的燃烧特性,采用锥形量热仪测试了3种低阶煤样的点燃时间、热释放速率、总热释放量、质量损失速率、总质量损失量、CO释放量等参数,通过计算得到各煤样的燃烧效率,进而分析煤样的变质程度与燃烧特性参数之间的关系。结果表明:煤样的点燃时间随变质程度的加深而增加;煤样的热释放速率和总热释放量随变质程度的加深而增加,其热释放速率峰值也随之增加,分别为48.27、98.98、108.91 kW/m^(2);煤样的质量损失速率和总质量损失量随变质程度的加深而呈减少趋势,其质量损失速率峰值也随之减小,分别为0.052、0.049、0.044 g/s;煤样的CO释放量最大值随变质程度的加深而增大,在燃烧初期,长焰煤的CO释放量大于气煤和1/3焦煤,在燃烧后期,长焰煤的CO释放量小于气煤和1/3焦煤;煤样的变质程度越高,燃烧效率就越高。

关键词：煤自燃变质程度热释放速率质量损失速率 CO释放量

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基于茶多酚的阻化泡沫制备及阻燃性能研究

煤矿安全 2022年第8期53卷 50-55,61页

作者：舒森辉张雷林安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学煤炭高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

为了有效防治采空区遗煤自燃,将茶多酚(TP)加入到复配表面活性剂溶液中,研制出一种发泡效果好、稳定性强、阻燃效果优越的TP阻化泡沫,通过泡沫扫描仪、界面流变张力仪确定出复配表面活性剂组分、复配比、质量分数及茶多酚添加量;利用锥... 详细信息

为了有效防治采空区遗煤自燃,将茶多酚(TP)加入到复配表面活性剂溶液中,研制出一种发泡效果好、稳定性强、阻燃效果优越的TP阻化泡沫,通过泡沫扫描仪、界面流变张力仪确定出复配表面活性剂组分、复配比、质量分数及茶多酚添加量;利用锥形量热仪对比TP阻化泡沫与三相泡沫的防灭火性能。实验表明:当阴离子表面活性剂A与两性离子表面活性剂D复配比为1∶2,质量分数为0.3%时,发泡时间最短,产生200 mL泡沫仅需142 s,泡沫最均匀细腻,平均粒径仅0.054 mm;加入适量茶多酚后,体系发泡性能有所提升,质量分数为0.06%时,发泡体积可达179 mL,析液半衰期由584 s增至719 s;茶多酚具有降低煤中活性基团数量的作用,TP阻化泡沫与三相泡沫相比热释放速率峰值由88.5 kW/m^(2)降至52.2 kW/m^(2),CO_(2)释放量由1.7 kg/kg降至0.6 kg/kg,抑制煤自燃效果显著。

关键词：遗煤自燃茶多酚泡沫制备泡沫性能阻燃特性

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纳米氢氧化铝三相泡沫制备研究

中国安全生产科学技术 2021年第9期17卷 59-65页

作者：边云朋张雷林安徽理工大学能源与安全学院安徽淮南232001 安徽理工大学煤炭高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

为更好地解决煤矿采空区煤炭自燃问题,以十二烷基硫酸钠为主体进行发泡剂复配,通过泡沫性能测试实验,研制出高性能发泡剂。以纳米氢氧化铝作为固相颗粒,制备出发泡倍数高、稳定性强的纳米氢氧化铝三相泡沫,使用锥形量热仪研究其高温阻... 详细信息

为更好地解决煤矿采空区煤炭自燃问题,以十二烷基硫酸钠为主体进行发泡剂复配,通过泡沫性能测试实验,研制出高性能发泡剂。以纳米氢氧化铝作为固相颗粒,制备出发泡倍数高、稳定性强的纳米氢氧化铝三相泡沫,使用锥形量热仪研究其高温阻燃能力和消烟性能。实验结果表明:当纳米氢氧化铝的质量分数从0提高到1%时,泡沫体积从500 mL增长至830 mL;当质量分数从3%提高到4%时,泡沫析液半衰期由15 min提升至42 min,且能在完全析液后保留三维网状结构。在高温阻燃和消烟能力方面,纳米氢氧化铝三相泡沫的加入将点燃时间从24 s延长至87 s,持续燃烧时间从835 s缩短至325 s,热释放速率高峰值从97.2 kW/m^(2)降低至49.8 kW/m^(2),烟气生成速率峰值从0.064 m^(2)/s降低至0.012 m^(2)/s,对CO,CO2释放速率也有一定抑制作用。

关键词：纳米氢氧化铝表面活性剂泡沫稳定性阻燃特性

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氧气体积分数对煤自燃特性影响的实验研究

煤矿安全 2023年第7期54卷 156-162页

作者：丁徐琴张雷林安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学煤炭高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

为研究氧气体积分数对煤低温氧化自燃的影响,以内蒙古某矿不黏煤为研究对象,利用程序升温实验装置,在氧气体积分数为5%、15%、21%的条件下进行煤低温氧化实验,得到CO、CO_(2)、C_(2)H_(4)气体产生规律;通过计算得到不同氧气体积分数下... 详细信息

为研究氧气体积分数对煤低温氧化自燃的影响,以内蒙古某矿不黏煤为研究对象,利用程序升温实验装置,在氧气体积分数为5%、15%、21%的条件下进行煤低温氧化实验,得到CO、CO_(2)、C_(2)H_(4)气体产生规律;通过计算得到不同氧气体积分数下煤的耗氧速率、气体产生率、放热强度和表观活化能,并分析了3个温度阶段氧气体积分数与活化能之间的关系。结果表明:氧气体积分数越大,CO、CO_(2)、C_(2)H_(4)体积分数越大,且随温度升高呈指数趋势增长;耗氧速率、气体产生率、放热强度变化趋势一致,均随氧气体积分数增大而增大;表观活化能在氧化反应第1、第3阶段随氧气体积分数增大而减小,第2阶段表观活化能随氧气体积分数增大整体呈增大趋势,但氧气体积分数为5%时活化能最大;低温条件下降低氧气体积分数可以抑制煤自燃。

关键词：氧气体积分数煤自燃低温氧化耗氧速率放热强度表观活化能

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新集矿区煤层气综合利用可行性研究

煤炭工程 2013年第6期45卷 26-28页

作者：刘雷政李虎刘楠张雷林中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 国投新集能源股份有限公司新集二矿安徽淮南232172 济宁鲁泰煤业有限公司太平煤矿山东济宁273517

针对新集矿区煤层气资源丰富、适合进行大规模抽采的特点,提出两种资源综合利用可行性方案:方案一为新集一矿和新集二矿集中共建一只储气罐集中向外供气;方案二为两矿各建一只储气罐分别向外供气。通过对两种方案的经济和技术比较,结果... 详细信息

针对新集矿区煤层气资源丰富、适合进行大规模抽采的特点,提出两种资源综合利用可行性方案:方案一为新集一矿和新集二矿集中共建一只储气罐集中向外供气;方案二为两矿各建一只储气罐分别向外供气。通过对两种方案的经济和技术比较,结果表明,采用方案一两矿共用一只储气罐集中向外供气,无论在经济上还是技术上都较方案二合理,且符合目前的矿区实际现状。

关键词：新集矿区煤层气抽采综合利用

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拐弯角度对瓦斯爆炸诱导煤尘爆炸的影响研究

中国安全科学学报 2019年第7期29卷 58-63页

作者：杨前意石必明张雷林王超张鸿智安徽理工大学能源与安全学院

为研究瓦斯爆炸诱导煤尘爆炸在不同拐弯巷道内的传播特征,首先采用不同角度拐弯管道模拟煤矿井下拐弯巷道结构;然后利用煤尘爆炸试验系统,通过试验监测管道内不同位置的冲击波压力值和火焰传播速度值;最后研究不同拐弯角度管道内瓦斯爆... 详细信息

为研究瓦斯爆炸诱导煤尘爆炸在不同拐弯巷道内的传播特征,首先采用不同角度拐弯管道模拟煤矿井下拐弯巷道结构;然后利用煤尘爆炸试验系统,通过试验监测管道内不同位置的冲击波压力值和火焰传播速度值;最后研究不同拐弯角度管道内瓦斯爆炸诱导煤尘爆炸冲击波和火焰在拐弯前后的变化特征。结果表明:瓦斯填充长度一定的情况下,沉积煤尘爆炸冲击波峰值超压先减小后增大,到达管道拐弯后,急剧减小;冲击波峰值超压衰减率随着管道拐弯角度的增大而增大,角度越大,峰值超压衰减越快;火焰传播速度先增大后减小,经过拐弯管道后,速度突然增加;火焰传播速度变化率随拐弯角度的增大而增大,角度越大,速度增幅越大。

关键词：瓦斯爆炸煤尘爆炸管道角度峰值超压火焰传播

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复合阻化剂抑制煤燃烧特性实验研究

矿业安全与环保 2023年第4期50卷 25-29页

作者：季燕男张雷林陈朝卫安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学煤炭高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001 郑煤集团裴沟煤矿筛选厂河南郑州452382

为了研究阻化剂对煤燃烧特性的影响,选取柠檬酸钠和聚磷酸铵进行复配,开展复合阻化剂优选的实验研究。采用锥形量热仪在45 kW/m~2的热辐射强度下,分析阻化煤样的燃烧行为和阻化效果。结果表明,在选取的实验比例中,当柠檬酸钠与聚磷酸铵... 详细信息

为了研究阻化剂对煤燃烧特性的影响,选取柠檬酸钠和聚磷酸铵进行复配,开展复合阻化剂优选的实验研究。采用锥形量热仪在45 kW/m~2的热辐射强度下,分析阻化煤样的燃烧行为和阻化效果。结果表明,在选取的实验比例中,当柠檬酸钠与聚磷酸铵的质量比为3∶1时,煤燃烧的热释放速率和总热释放量明显降低,烟气持续生成时间有效缩短,抑制了烟气的产生,体现出优良的阻燃抑烟效果;在煤炭的燃烧效率方面,提高了体系的火灾性能指数,降低了火灾增长指数,有效抑制了煤炭的燃烧,表现出复合阻化剂良好的协效作用。

关键词：煤燃烧特性复合阻化剂聚磷酸铵柠檬酸钠阻燃性能锥形量热仪

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不同粒度煤样高温燃烧特性研究

矿业安全与环保 2023年第6期50卷 60-64,71页

作者：文辰辰张雷林张美琴安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001 郑煤集团裴沟煤矿筛选厂河南郑州452382

为研究不同粒度煤样高温条件下的燃烧特性及燃烧效率,采用锥形量热仪测试了6种粒度煤样在热辐射作用下的燃烧特性参数。研究结果表明,煤样点燃时间与煤颗粒大小总体呈正相关关系;热释放速率峰值随煤样粒径减小而逐渐下降,在热释放速率... 详细信息

为研究不同粒度煤样高温条件下的燃烧特性及燃烧效率,采用锥形量热仪测试了6种粒度煤样在热辐射作用下的燃烧特性参数。研究结果表明,煤样点燃时间与煤颗粒大小总体呈正相关关系;热释放速率峰值随煤样粒径减小而逐渐下降,在热释放速率曲线稳定阶段(>150 s),不同粒径煤样热释放速率由大到小依次为>0~0.12、>0.12~0.15、>0.15~0.18、>0.18~0.25、>0.25~0.38、>0.38~0.83 mm;总热释放量随粒径减小而逐渐增加;总烟释放量随煤样粒径增大而上升,最大粒径煤样(>0.38~0.83 mm)的烟气生成速率和总烟释放量均为最大;煤样燃烧过程中CO生成速率和CO_(2)生成速率均随煤样粒径减小而逐渐增大。引入煤样的火灾性能指数(FFPI)和火灾增长指数(FFGI),对比分析不同粒度煤样的燃烧效率得出:最小粒径煤样(>0~0.12 mm)的燃烧效率最高,FFPI最小(0.27 m^(2)·s/kW),FFGI最大(3.70 kW/(m^(2)·s))。研究结果对揭示高温环境下粒度对煤样燃烧特性的影响具有一定的借鉴意义。

关键词：煤样粒度燃烧特性参数热释放烟释放燃烧效率

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顺层钻孔瓦斯抽采半径及布孔间距研究

采矿与安全工程学报 2015年第1期32卷 156-162页

作者：鲁义申宏敏秦波涛张雷林马洪芬毛桃良中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 国投昔阳能源有限责任公司黄岩汇矿山西昔阳045300

为合理确定本煤层瓦斯抽采钻孔的布孔间距,通过煤层瓦斯渗流场控制方程、煤体孔隙率和渗透率耦合方程及煤层变形场控制方程,建立了钻孔抽采条件下瓦斯渗流固气耦合数学模型;采用数值模拟计算方法,得出顺层瓦斯抽采钻孔的抽采半径,并推... 详细信息

为合理确定本煤层瓦斯抽采钻孔的布孔间距,通过煤层瓦斯渗流场控制方程、煤体孔隙率和渗透率耦合方程及煤层变形场控制方程,建立了钻孔抽采条件下瓦斯渗流固气耦合数学模型;采用数值模拟计算方法,得出顺层瓦斯抽采钻孔的抽采半径,并推导出瓦斯抽采钻孔布孔间距与单钻孔抽采半径的关系式。以黄岩汇矿15107工作面为应用实例,通过在该工作面进行单钻孔和多钻孔瓦斯抽采试验,求算并验证了抽采半径及布孔间距与抽采半径关系式的正确性,为现场瓦斯抽采提供科学依据。

关键词：钻孔布孔间距抽采半径瓦斯压力数值模拟