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陕西侏罗纪煤二次氧化自燃特性试验研究

中国安全科学学报 2014年第1期24卷 34-40页

作者：邓军赵婧昱张嬿妮吴慷张丹丹赵萌烨西部矿山开采与灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 西安科技大学能源学院陕西西安710054

为对上部煤层工作面采空区自燃危险性进行早期预测,研究煤样二次氧化自燃特性。以陕西玉华矿侏罗纪煤层未氧化煤样(一次氧化)和氧化煤样(二次氧化)为研究对象,采用煤样程序升温试验来系统测试二次氧化煤样的宏观自燃特性参数,并采用物... 详细信息

为对上部煤层工作面采空区自燃危险性进行早期预测,研究煤样二次氧化自燃特性。以陕西玉华矿侏罗纪煤层未氧化煤样(一次氧化)和氧化煤样(二次氧化)为研究对象,采用煤样程序升温试验来系统测试二次氧化煤样的宏观自燃特性参数,并采用物理吸附分析法和红外光谱试验法测试煤表面微观特征。结果表明:氧化前期,二次氧化煤样耗氧速率、CO产生率和放热强度均大于一次氧化煤样的相应数据;氧化后期,二次氧化煤样自燃特性参数均小于一次氧化煤样的相应数据,且二次氧化煤分子中含氧官能团显著增多。

关键词：侏罗纪煤二次氧化基础特性红外光谱程序升温自燃特性

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补连塔矿侏罗纪煤的煤质特征与利用途径

煤炭科学技术 2004年第12期32卷 69-71页

作者：姜英邬丽琼煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院北京100013

阐述了补连塔煤矿侏罗纪煤的资源赋存及生产情况 ,分析了该煤种的主要基本特性。

关键词：补连塔矿侏罗纪煤煤质特征

基于光纤测温技术的蒙西地区侏罗纪煤层采空区火区探测研究

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基于光纤测温技术的蒙西地区侏罗纪煤层采空区火区探测研究

作者：曹健华北科技学院

学位级别：硕士

我国蒙西地区侏罗纪煤资源储量丰富,但煤的自燃倾向性大,易于发生自燃,故而开展蒙西地区侏罗纪煤自燃理论和火灾监测技术研究对煤矿安全生产、减少资源损失以及环境保护均具有重要意义。本论文主要采用理论分析和数值模拟进行研究,结合... 详细信息

我国蒙西地区侏罗纪煤资源储量丰富,但煤的自燃倾向性大,易于发生自燃,故而开展蒙西地区侏罗纪煤自燃理论和火灾监测技术研究对煤矿安全生产、减少资源损失以及环境保护均具有重要意义。本论文主要采用理论分析和数值模拟进行研究,结合实验室测定和现场实践的研究方法。理论分析部分主要是对光纤测温系统进行理论分析,结合目前所使用火区探测技术进行对比,选取有效的火区探测方法,即分布式光纤测温系统。实验室部分主要是根据理论研究,在实验室进行模拟光纤测温系统,通过对比分析水银温度计测定数据与光纤测温系统所测得数据,修正光纤测温系统监测数据系数,验证其测温效果。数值模拟部分主要是将关于采空区自然发火的数学模型与光纤测温系统相结合,对煤矿采空区自燃“三带”进行划分,从而判定自燃危险区域。现场实践部分主要是选取典型矿区,将分布式光纤测温系统实际应用于井下,对井下测得数据与数值模拟结果进行对比,验证实践的具体效果。通过在煤矿工作面的应用,对采空区内温度进行了实时在线监测,不但获取了大量数据,同时积累了宝贵的现场实践经验。利用分布式光纤测温系统,可监测光纤光缆沿线的温度分布,通过软件可以实时定位、显示采空区的温度分布情况,为采空区内自然发火情况进行了有效监控,为煤矿井下防火安全提供了依据。综合分析光纤测温系统实测数据及数值模拟结果,掌握了采空区温度分布及自然发火情况,表明光纤光栅技术能够精确、连续测试采空区温度变化,可以为清晰分析和判断采空区自然发火规律提供良好数据资料,有效地弥补了现有检测技术所存在的弊端。光纤传感技术在煤矿安全上的研究应用将对认识煤矿灾害形成机理和重大灾害的预测预报技术的发展起到巨大的促进作用。

关键词：侏罗纪煤自然发火光纤传感技术分布式光纤传感系统蒙西地区

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陕北侏罗纪煤氧化自燃特性实验研究

陕北侏罗纪煤氧化自燃特性实验研究

作者：王凯西安科技大学

学位级别：硕士

我国西北地区侏罗纪煤层储量丰富，厚度大、煤质优、变质程度较低，自然发火现象较为严重。本论文以陕北侏罗纪煤为研究对象，采用理论分析与实验研究相结合的方法，对侏罗纪煤氧化过程中的微观及宏观特性进行了研究，研究结果对侏罗纪... 详细信息

我国西北地区侏罗纪煤层储量丰富，厚度大、煤质优、变质程度较低，自然发火现象较为严重。本论文以陕北侏罗纪煤为研究对象，采用理论分析与实验研究相结合的方法，对侏罗纪煤氧化过程中的微观及宏观特性进行了研究，研究结果对侏罗纪煤自燃机理的揭示、煤自燃预测预报及防治技术研究提供了一定的理论依据。采用工业分析仪、元素分析仪、X-射线衍射仪和傅里叶红外光谱仪等，分析了陕北侏罗纪煤的煤质组成、芳香微晶结构和官能团特征，掌握了陕北侏罗纪煤的物理化学结构特性。通过对陕北侏罗纪煤的同步热分析实验，分析得出了表征煤自燃特性的5个特征温度，并对氧化过程中的水分蒸发及脱附阶段和吸氧增重阶段进行了热分析动力学分析，掌握了陕北侏罗纪煤氧化过程中表观活化能及指前因子等动力学参数，找出了满足Bagchi法的侏罗纪煤氧化过程最概然机理函数。针对陕北侏罗纪煤氧化过程中的特征温度，利用傅里叶变换红外光谱仪分析了煤分子结构中官能团的变化规律，确定出侏罗纪煤分子结构中对氧化反应影响较大的活性官能团。通过分析陕北侏罗纪煤自燃程序升温过程中耗氧速率、气体产生率和放热强度等宏观自燃特性参数，并与其他成煤时期煤样对比，结合氧化自燃过程中的动力学参数及活性官能团变化规律分析，从微观阐明了陕北侏罗纪煤氧化自燃过程。

关键词：侏罗纪煤氧化自燃热分析动力学活化能官能团

西北地区侏罗纪煤层采空区自然发火规律的数值模拟研究 ——以大柳塔矿为例

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西北地区侏罗纪煤层采空区自然发火规律的数值模拟研究 ——以大...

作者：冯山华北科技学院

学位级别：硕士

我国西北地区侏罗纪煤资源储量丰富,但自燃倾向性大,煤层自燃现象严重,因此开展西北地区侏罗纪煤自燃理论和技术研究对减少资源损失、保障安全开采、保护环境具有重要意义。本文通过查阅文献和现场考察,分析了西北地区侏罗纪煤的自燃影... 详细信息

我国西北地区侏罗纪煤资源储量丰富,但自燃倾向性大,煤层自燃现象严重,因此开展西北地区侏罗纪煤自燃理论和技术研究对减少资源损失、保障安全开采、保护环境具有重要意义。本文通过查阅文献和现场考察,分析了西北地区侏罗纪煤的自燃影响因素,认为丝炭的聚集、干旱少雨的气候条件、较大的昼夜温差和较浅的煤层埋深都是西北侏罗纪煤自燃的有利条件。依据质量守恒、动量守恒和达西定律推导了漏风场质量方程与动量方程,依据组分守恒和菲克定律推导了氧气对流传输方程,依据能量守恒和傅里叶定律推导了采空区能量方程;耦合风流场、氧浓度和温度场模型,构建了西北地区侏罗纪煤层采空区自然发火三维数学模型。利用煤样自然发火实验数据,采用指数回归分析得到了大柳塔矿5-2煤耗氧速率和放热强度随温度的表达式;采用理论分析、现场观测和经验类比探讨了氧气扩散系数和渗透系数的影响因素,认为扩散系数主要受煤样粒径控制,空隙率在载荷影响区呈抛物线分布,最终确定了自然发火模型中两个参数的表达式。选取大柳塔矿52304工作面为试验对象,采用FLUENT模拟计算了其采空区的自燃情况,划定自燃带范围:进风侧为45m26m,回风侧为25m70m。同时,根据现场实测数据,确定自燃带范围:进风侧为48m14m,回风侧为18m62m。模拟结果与实测结果基本一致,验证了西北侏罗纪煤层采空区自然发火数学模型的可靠性和适用性。最后,根据工作面现场观测,结合大采高综采工艺和全部垮落法管理顶板工艺特点,总结了大柳塔矿52304工作面采空区自然发火规律。

关键词：数值模拟自然发火侏罗纪煤西北地区 “三带”

西北侏罗纪煤显微光度学特征及其变化规律研究

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西北侏罗纪煤显微光度学特征及其变化规律研究

作者：樊锦文西安科技大学

学位级别：硕士

西北地区侏罗纪煤炭资源丰富,品质优良,是我国重要的煤炭基地。区内侏罗纪煤种丰富,包括烟煤和无烟煤类。系统研究该区煤的显微光度学特征及其变化规律,对于查明光度学参数与煤质参数之间的响应关系、预测煤质变化及指导煤炭资源的清洁... 详细信息

西北地区侏罗纪煤炭资源丰富,品质优良,是我国重要的煤炭基地。区内侏罗纪煤种丰富,包括烟煤和无烟煤类。系统研究该区煤的显微光度学特征及其变化规律,对于查明光度学参数与煤质参数之间的响应关系、预测煤质变化及指导煤炭资源的清洁高效利用具有一定的理论和实际意义。本文通过重液法分离富集显微组分,硝酸筛选法分离提取煤中的孢粉（体）、舒氏溶液筛选法分离提取煤中的角质层（体）。分离得到的单一显微组分平均纯度:镜质组为78.32%,惰质组为78.87%,壳质组为48.10%。分离鉴定孢粉一共9纲（系）46属104种,角质层一共3纲3属11种,将松柏纲植物Pityosporities花粉和苏铁纲植物Pterophyllum角质层作为研究透射光特征参数、荧光特征参数的典型类型。利用显微光度计对反映西北侏罗纪不同热演化程度的典型煤种（长焰煤、不粘煤、弱粘煤、气煤、肥煤、焦煤、无烟煤等）的原煤样、孢粉（体）样、角质层（体）样的反射光、透射光及荧光条件下的显微光度学特征参数进行了系统研究,系统的勾勒出了不同显微光度学特征参数的特征及其与煤的变质程度之间的对应关系。反射光特征参数研究显示,煤的镜质体最大反射率随着煤的变质程度增加而增大。透射光特征参数研究表明,随着煤的变质程度增加,壳质组（特别是孢粉（体）、角质层（体））透射光度学参数变化显著,视觉透射率、三刺激值、亮度不断减小;主色调波长逐步增大;色饱和度先增大后减小。煤的荧光特征参数研究发现,中低变质程度的煤中壳质组及镜质组中的基质镜质体具有良好的荧光响应性;随着煤的变质程度升高,壳质组（特别是孢粉（体）、角质层（体））的荧光强度不断减小;荧光光谱中的最大荧光强度不断减小,红绿商总体上不断增大,最大荧光强度对应的波长向长波长方向逐步移动。基质镜质体的荧光强度显著弱于壳质组,且随变质程度升高先增后减。通过Pearson相关性系数分析了5种显微光度学特征参数（最大反射率、视觉透射率、颜色参数、荧光强度、荧光光谱特征参数）之间的相关性以及显微光度学特征参数与煤质参数（挥发分含量、固定碳含量）的相关性发现:与煤质特征参数具有高度数学相关性的显微光度学特征参数有:最大反射率、视觉透射率、亮度系数、荧光强度、荧光光谱最大荧光强度及其对应的波长,反射光特征参数中粗粒体最大反射率、透射光特征参数中视觉透射率、荧光特征参数中荧光光谱最大荧光强度与煤质特征参数的相关性均是最好的;反射光特征参数之间均为高度数学相关性,其中粗粒体最大反射率与不同反射光特征参数之间相关性最好;透射光特征参数中视觉透射率、三刺激值、亮度系数与其它透射光特征参数之间均为高度数学相关性,其中视觉透射率与其它透射光特征参数之间的相关性最好;荧光特征参数中孢粉（体）、角质层（体）的荧光强度,和荧光光谱特征参数与其它荧光特征参数之间均为高度数学相关性,其中荧光光谱最大荧光强度与其它荧光特征参数之间的相关性最好;透射光特征参数之间的视觉透射率、三刺激值、亮度系数、主色调波长与荧光特征参数之间均为高度数学相关性,透射光特征参数中的视觉透射率与荧光特征参数之间相关性最好,荧光特征参数中最大荧光强度与透射光特征参数之间的相关性最好。

关键词：西北地区侏罗纪煤显微光度学特征光度学参数变化规律煤质预测

基于侏罗纪煤低温氧化特性自然发火技术分析研究

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华北科技学院学报 2016年第1期13卷 33-38页

作者：冯山程根银汪恒华北科技学院北京东燕郊101601 华润电力控股有限公司广东深圳518000

西北地区侏罗纪煤可采储量巨大,煤层自燃倾向性大,而侏罗纪煤层自燃机理研究落后于东部和华北的石炭二叠纪,因此了解西北地区侏罗纪煤层自燃研究现状对确立今后西北侏罗纪煤层自燃研究方向和完善煤层自燃理论体系具有重要意义。本文查... 详细信息

西北地区侏罗纪煤可采储量巨大,煤层自燃倾向性大,而侏罗纪煤层自燃机理研究落后于东部和华北的石炭二叠纪,因此了解西北地区侏罗纪煤层自燃研究现状对确立今后西北侏罗纪煤层自燃研究方向和完善煤层自燃理论体系具有重要意义。本文查阅参考了大量文献,总结了西北地区侏罗纪煤岩特征,详细阐述了侏罗纪煤的低温氧化自燃特性,并将现有的煤层自然发火模型推广应用到侏罗纪煤层,最终提出了侏罗纪煤实验室研究、数值模拟和现场实践的合理化建议。

关键词：侏罗纪煤自然发火低温氧化西北地区

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蒙西侏罗纪煤低温氧化红外官能团分析

华北科技学院学报 2016年第4期13卷 88-95页

作者：程根银程宥曹健冯山华北科技学院安全工程学院北京东燕郊101601 华北科技学院研究生处北京东燕郊101601

侏罗纪煤成煤时代较新,变质时间较短,与其他时期煤相比,其内在微观分子结构也存在区别。为了弄清楚侏罗纪煤原始煤样及低温氧化至200摄氏度后官能团特性及其变化规律,采集内蒙古西部地区侏罗纪煤层煤样4组作为实验对象,使用Nioclet i S... 详细信息

侏罗纪煤成煤时代较新,变质时间较短,与其他时期煤相比,其内在微观分子结构也存在区别。为了弄清楚侏罗纪煤原始煤样及低温氧化至200摄氏度后官能团特性及其变化规律,采集内蒙古西部地区侏罗纪煤层煤样4组作为实验对象,使用Nioclet i S5型傅里叶变换红外光谱仪,采用溴化钾压片法,分别对侏罗纪原始煤样及低温氧化至200摄氏度煤样进行红外官能团实验,并得到对应红外光谱图。实验结果表明侏罗纪煤样在低温氧化过程中(氧化至200摄氏度),羟基对煤氧复合作用有较大影响;脂肪烃是对试样煤样氧化过程中影响较大的官能团之一;含氧官能团参与了实验煤样低温氧化过程,但其影响作用较小;芳香烃对实验煤样低温氧化过程无明显影响。

关键词：侏罗纪煤低温氧化红外光谱官能团

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西北侏罗纪煤中微量元素含量分布特征

洁净煤技术 2018年第4期24卷 25-33页

作者：王华张国涛白妮榆林学院陕西榆林719000

煤中微量元素的含量水平是煤洁净化利用的参考标准之一,对1 300多个西北侏罗纪煤样微量元素进行分析。结果表明,西北侏罗纪煤中微量元素整体含量偏低,仅少数微量元素在西北局部区域有明显富集,如Ba在鄂尔多斯盆,U和Mo在伊利盆地,V、Co、... 详细信息

煤中微量元素的含量水平是煤洁净化利用的参考标准之一,对1 300多个西北侏罗纪煤样微量元素进行分析。结果表明,西北侏罗纪煤中微量元素整体含量偏低,仅少数微量元素在西北局部区域有明显富集,如Ba在鄂尔多斯盆,U和Mo在伊利盆地,V、Co、Y在准噶尔盆地,W在柴达木盆地;各盆地微量元素整体含量为柴达木盆>准噶尔盆地>伊犁盆地>鄂尔多斯盆地>塔里木盆地;西北地区,早侏罗纪微量元素整体含量较中侏罗纪高。

关键词：西北侏罗纪煤微量元素分布特征