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氧气体积分数对不同粒径烟煤低温氧化燃烧特性的影响研究

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河南理工大学学报（自然科学版） 2022年第5期41卷 38-45页

作者：步允川徐永亮陈蒙磊王兰云河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000

为研究氧气体积分数对不同粒径烟煤低温氧化、燃烧特性的影响,利用煤氧化动力学测试系统,对0.20~0.30 mm,>0.30~0.45 mm,>0.45~0.60 mm,>0.60~0.90 mm 4种粒径烟煤煤样在21%,18%,14%,5%氧气体积分数下进行程序升温实验,分析煤样CO与C_(2... 详细信息

为研究氧气体积分数对不同粒径烟煤低温氧化、燃烧特性的影响,利用煤氧化动力学测试系统,对0.20~0.30 mm,>0.30~0.45 mm,>0.45~0.60 mm,>0.60~0.90 mm 4种粒径烟煤煤样在21%,18%,14%,5%氧气体积分数下进行程序升温实验,分析煤样CO与C_(2)H_(4)指标性气体产生量、产热速率和动力学参数的变化规律,并运用煤氧反应微观演化机理进行论证。结果表明:氧气体积分数为14%时,不同粒径煤样的交叉点温度相差较小,指标性气体释放量相差较大,且最大升温速率拟合曲线斜率减小较快(减小近50%);随着氧气体积分数增加,煤样最大产热速率和总放热量增大,初始放热温度降低;控制氧气体积分数在14%以下能有效预防氧化放热作用导致的煤自燃事故。

关键词：氧气体积分数粒径低温氧化烟煤燃烧特性

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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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氧气体积分数对筒仓混煤爆炸特性的影响研究

煤矿安全 2023年第1期54卷 9-15页

作者：穆拉提·居尔艾提欧盛南金龙哲刘建国王天暘林明磊北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学国家卫生健康委粉尘危害工程防护重点实验室北京100083 北京科技大学大安全科学研究院北京100083

为了研究氧气体积分数对筒仓储煤爆炸特性的影响,利用20 L球形爆炸装置,在氧气体积分数为21%、15%、10%条件下,对2种热值的筒仓混煤爆炸参数(最大压力p_(max)、最大升压速率*(dp/dt)_(max)、爆炸指数Kst)开展了实验研究,分析了氧气体积... 详细信息

为了研究氧气体积分数对筒仓储煤爆炸特性的影响,利用20 L球形爆炸装置,在氧气体积分数为21%、15%、10%条件下,对2种热值的筒仓混煤爆炸参数(最大压力p_(max)、最大升压速率*(dp/dt)_(max)、爆炸指数Kst)开展了实验研究,分析了氧气体积分数、热值对筒仓混煤爆炸特性的影响规律。结果表明:混煤爆炸参数随煤尘浓度的增加呈先增大、后减小的变化规律;当氧气体积分数由21%降至10%时,混煤爆炸参数大幅降低,2种热值混煤p_(max)值较空气中分别下降了38.9%和44.8%,(dp/dt)_(max)值分别下降了68.5%和81.1%,爆炸危险性分别由强、中度降至了弱爆炸等级;随着氧气体积分数的降低,混煤p_(max)和(dp/dt)_(max)峰值对应煤尘浓度存在显著差异,即氧气体积分数越小,p_(max)和(dp/dt)_(max)峰值对应煤尘浓度越小;混煤热值对其爆炸特性具有显著影响,在空气条件下,热值越高、爆炸危险性越大,但在贫氧条件下,随着煤尘浓度增加,高热值混煤较低热值混煤具有更低的爆炸危险性。

关键词：筒仓储煤储煤爆炸特性混煤爆炸参数煤尘浓度氧气体积分数

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不同氧气体积分数下风化煤自燃特性研究

煤矿安全 2022年第7期53卷 32-37页

作者：宋双林中煤科工集团沈阳研究院有限公司实验中心辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122

采空区遗煤在漏风环境中被氧化,逐渐形成风化煤,经过风化后的煤在宏观形态和微观结构等与原煤有所差异,同时风化煤所处的环境氧气体积分数也是时刻变化的;为此采用程序升温系统模拟风化煤的自热氧化过程,分析了变氧气体积分数下风化煤... 详细信息

采空区遗煤在漏风环境中被氧化,逐渐形成风化煤,经过风化后的煤在宏观形态和微观结构等与原煤有所差异,同时风化煤所处的环境氧气体积分数也是时刻变化的;为此采用程序升温系统模拟风化煤的自热氧化过程,分析了变氧气体积分数下风化煤氧化升温过程中CO、C_(2)H_(4)体积分数和交叉点温度的变化规律;采用热重分析仪研究了变氧气体积分数下风化煤的特征温度和热失重速率变化规律。结果表明:风化煤在氧化升温过程中释放的气体体积分数始终高于原煤,交叉点温度和从缓慢氧化到加速氧化的临界温度始终低于原煤;氧气体积分数越低,风化煤和原煤在氧化升温过程中释放的气体体积分数和热失重速率越小,交叉点温度、缓慢氧化到加速氧化的临界温度和最大失重速率温度越高;与原煤相比,风化煤对氧气体积分数的变化更加敏感,自燃危险程度更高。

关键词：氧气体积分数风化煤自燃标志气体交叉点温度失重速率

基于氧气体积分数的高瓦斯采空区自燃“三带”的划分

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采矿与安全工程学报 2012年第2期29卷 271-276页

作者：宋万新杨胜强徐全中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室安全工程学院江苏徐州221116

用氧气体积分数法划分低瓦斯采空区自燃"三带"是目前在工程实践中应用最为广泛,也是最有效的方法。但是该方法没有考虑采空区的瓦斯体积分数的影响,在高瓦斯采空区的应用就受到了局限。根据化学动力学原理,通过理论推导,提出了基于氧气... 详细信息

用氧气体积分数法划分低瓦斯采空区自燃"三带"是目前在工程实践中应用最为广泛,也是最有效的方法。但是该方法没有考虑采空区的瓦斯体积分数的影响,在高瓦斯采空区的应用就受到了局限。根据化学动力学原理,通过理论推导,提出了基于氧气体积分数的高瓦斯采空区自燃"三带"的划分标准,并利用该标准对现场的高瓦斯采空区进行了划分。通过对采空区内遗煤温度的观测分析,验证了该划分标准的准确性,为高瓦斯矿井采空区早期自然发火预测及火区治理提供了依据。

关键词：氧气体积分数物理吸附耗氧速度高瓦斯采空区自燃“三带”

PSA制氧过程产品气流量对其氧气体积分数的影响

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工程科学学报 2020年第11期42卷 1507-1515页

作者：刘应书张全立刘文海李子宜杨雄曹曦光付耀国李烨北京科技大学能源与环境工程学院北京100083

为了提高小型两床变压吸附(PSA)制氧机在变产品气流量下的氧气体积分数,建立了改进的Skarstrom两床循环PSA制氧实验装置,研究了产品气流量对其氧气体积分数的影响.研究结果表明,在低产品气流量运行条件下,通过提高清洗气总氧量与原料气... 详细信息

为了提高小型两床变压吸附(PSA)制氧机在变产品气流量下的氧气体积分数,建立了改进的Skarstrom两床循环PSA制氧实验装置,研究了产品气流量对其氧气体积分数的影响.研究结果表明,在低产品气流量运行条件下,通过提高清洗气总氧量与原料气总氧量之比(P/F)以及降低最高吸附压力与最低解吸压力之比(θ)可消除氧气返混的不利影响;在高产品气流量运行条件下,通过提高P/F和θ可以提高实验装置中分子筛的工作能力,进而提高产品气中的氧气体积分数.在此基础上,对低和高产品气流量运行条件下的P/F和θ进行了调节,分别将产品气流量为3.55 L·min-1和19.88 L·min-1时的氧气体积分数从92.4%增加至了95.7%和从74.0%增加至了74.9%.本文的研究结果可为变产品气流量下PSA制氧工艺参数优化提供参考.

关键词：变压吸附(PSA) 产品气流量氧气返混参数调节氧气体积分数

巷道中煤层阴燃状态的氧气体积分数梯度判别法

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采矿与安全工程学报 2011年第1期28卷 153-157页

作者：王文才王瑞智张朋贺媛张世明侯殿昆王超曾宪荣杨敏柳淑珍内蒙古科技大学矿业工程学院内蒙古包头014010 内蒙古煤矿安全培训中心内蒙古包头014010

为了研究巷道中煤层阴燃状态的判别方法,基于阴燃是氧控制反应的原理,根据通风阻力定律、风量平衡定律和Fick第一扩散定律,分别建立了煤层阴燃稳定传播与趋向熄灭时巷道中的O2体积分数方程,提出了用巷道中的O2体积分数梯度进行煤层阴燃... 详细信息

为了研究巷道中煤层阴燃状态的判别方法,基于阴燃是氧控制反应的原理,根据通风阻力定律、风量平衡定律和Fick第一扩散定律,分别建立了煤层阴燃稳定传播与趋向熄灭时巷道中的O2体积分数方程,提出了用巷道中的O2体积分数梯度进行煤层阴燃状态的判别方法,即从巷道的自然风流区至热空气涡流区之间随着距自然风流区距离的增大,阴燃趋向熄灭时的O2体积分数梯度绝对值均是定值η,而阴燃稳定传播时的O2体积分数梯度绝对值呈现出大于η,等于η和小于η的下降趋势.借助巷道中煤层阴燃模拟实验装置,对上述判别方法进行了实验验证,实验测定出褐煤的η=90%/m.结果表明,巷道中煤层阴燃状态的O2体积分数梯度判别法是合理的.

关键词：巷道煤层阴燃稳定传播熄灭氧气体积分数梯度判别法