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含柠檬酸的羧甲基纤维素钠溶液抑制煤自燃特性的实验研究
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作者 蔡峰 沈澳 《煤矿安全》 北大核心 2026年第1期65-75,共11页
煤炭自燃是煤矿安全生产中的一项重大隐患,而传统的煤自燃抑制材料存在原理单一、制备工艺复杂、成本较高等问题。针对现有问题,以羧甲基纤维素钠(CMC)、柠檬酸、仲烷基磺酸钠(H95)为原料,通过合理配比,制备一种能够在煤炭氧化过程中同... 煤炭自燃是煤矿安全生产中的一项重大隐患,而传统的煤自燃抑制材料存在原理单一、制备工艺复杂、成本较高等问题。针对现有问题,以羧甲基纤维素钠(CMC)、柠檬酸、仲烷基磺酸钠(H95)为原料,通过合理配比,制备一种能够在煤炭氧化过程中同时起到物理阻隔和化学抑制2种作用的新型凝胶阻化材料。通过傅里叶红外光谱对新材料配制前后的化学结构进行了表征;通过对新材料黏度、润湿性和保水性的测试,分析了其阻化性能;基于程序升温实验和热重分析实验评估了新材料对煤炭氧化的抑制作用。结果表明:在所制备的新材料中,CMC与柠檬酸产生了化学交联与氢键作用,证明了凝胶与化学阻化剂复合成功;CMC质量分数为2%时,新材料与纯CMC凝胶黏度分别达到1.12、3.83 Pa·s,此时新材料的溶液状态最适宜喷洒;新材料、质量分数2%纯CMC凝胶、去离子水对煤粉的最大润湿高度分别为12.5、10.3、9.9 mm,三者真空干燥10 h后的失水率分别为87.06%、82.71%、97.61%;经过新材料处理的煤样交叉点温度相较原煤和柠檬酸处理煤分别升高5.5、2.1℃,在氧化温度达到180℃时,CO体积分数、耗氧速率、放热强度相较原煤分别降低50.57%、69.50%、59.50%,相较柠檬酸处理煤分别降低33.1%、45.1%、28.3%;经新材料处理的煤样在热重分析实验中的5项氧化特征温度点显著低于原煤和柠檬酸处理煤,表现出的自燃倾向性弱于另外2组煤样。研究验证了新材料抑制煤炭自燃的可行性,并提出了将新材料适用于井下的雾化喷洒工艺。 展开更多
关键词 煤自燃 凝胶阻化材料 阻化剂 羧甲基纤维素钠 柠檬酸 程序升温 热重分析
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阻化液对煤体孔裂隙结构的影响及其渗流规律
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作者 郑三龙 陈梦乔 +4 位作者 孙路路 杨旭 张立魁 刘龙飞 段守雷 《煤矿安全》 北大核心 2026年第1期56-64,共9页
预注阻化液是煤自燃源头预防技术,可以有效解决煤氧化引起的火灾问题。为了研究阻化液对煤体孔裂隙结构的影响及其渗流规律,基于CT扫描和CT三维重构技术构建煤体三维孔裂隙结构模型,阐明了阻化液对煤体微观孔裂隙结构的影响;基于煤体真... 预注阻化液是煤自燃源头预防技术,可以有效解决煤氧化引起的火灾问题。为了研究阻化液对煤体孔裂隙结构的影响及其渗流规律,基于CT扫描和CT三维重构技术构建煤体三维孔裂隙结构模型,阐明了阻化液对煤体微观孔裂隙结构的影响;基于煤体真实孔裂隙结构,采用Comsol模拟煤体微观孔裂隙中阻化液渗流特性,研究煤体孔裂隙结构及不同压注条件对阻化液渗流效果的影响及其作用规律。结果表明:原煤的孔裂隙结构比阻化煤样更加致密,在孔径0~100μm范围内,经过阻化液处理后的煤样,孔裂隙数目小于原煤,煤样的分形维数和孔隙率分别减少了0.63%和19.30%,原煤的喉道发育程度比阻化煤样更显著,阻化液在一定程度上阻碍了煤体喉道的发育;原煤经过阻化液处理后,平均配位数减少了17.9%,煤样连通孔隙面积和连通体积占比分别减少了32.4%和4.7%;随着渗流压力的增大,平均渗流速度逐渐增大,最大渗流速度出现在孔径较大的孔隙处,即截面位置192μm处;在截面位置0~192μm范围内,由于存在连通性好、孔径较大的孔隙通道,其压力场变化更趋于平缓。综上可知,阻化液在一定程度上抑制了煤体孔喉结构和连通性的发育,结构的变化会影响阻化液在煤体内部的渗流特性,进而影响阻化液在煤体内部的覆盖面积,减少煤体与氧气的接触面积,延缓煤氧复合反应的速度,达到阻燃的目的。 展开更多
关键词 煤自燃 预注阻化液 CT扫描 孔喉结构 渗流规律 孔裂隙结构 三维重构
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基于逐步回归分析的煤自燃特征温度和结构特性定量表征
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作者 颜浩东 张渝 +2 位作者 王福生 李亚欣 刘雨鑫 《煤炭技术》 2026年第1期15-22,共8页
为了系统探讨煤自燃倾向性的影响因素,基于逐步回归分析方法,提出以煤样的工业分析参数、孔隙结构参数、官能团含量和燃烧活化能为自变量,燃点温度为因变量预测煤自燃模型,揭示煤自燃特性与微观结构间的关联。结果表明:6个煤样的孔隙分... 为了系统探讨煤自燃倾向性的影响因素,基于逐步回归分析方法,提出以煤样的工业分析参数、孔隙结构参数、官能团含量和燃烧活化能为自变量,燃点温度为因变量预测煤自燃模型,揭示煤自燃特性与微观结构间的关联。结果表明:6个煤样的孔隙分形维数平均值为2.770,孔隙结构较为复杂,煤氧反应时可以提供更多的吸附位点;XL3的燃点温度最低为486℃,燃烧活化能也最低,为82.01 k J/mol;燃点温度y=381.152-1.494S_(BET)+21.550I_(C-O),R^(2)=0.998,表明了BET比表面积和C—O峰强度可以解释燃点温度99.8%变化的原因,且C—O峰强度对燃点温度的影响更为显著。研究结果揭示了煤体孔隙比表面积与含氧官能团是控制自燃倾向性的核心因素,为煤自燃风险评估提供了理论依据。 展开更多
关键词 自燃倾向性 官能团 孔隙 特征温度 活化能
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含瓦斯环境下风干水浸贫瘦煤的自燃特性研究
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作者 王晓琰 年军 +2 位作者 吕晓波 赵博 杜丽敏 《煤矿安全》 北大核心 2026年第1期45-55,共11页
为明确井下长期处于水浸和含瓦斯风流下遗煤的自燃风险,研究水浸和瓦斯双重作用对其自燃特性的影响,将部分煤样用蒸馏水在30℃恒温下浸泡30 d后得到水浸煤样,采取煤自燃程序升温实验、同步热分析实验和红外光谱实验,分析在0、1.5%、3.0%... 为明确井下长期处于水浸和含瓦斯风流下遗煤的自燃风险,研究水浸和瓦斯双重作用对其自燃特性的影响,将部分煤样用蒸馏水在30℃恒温下浸泡30 d后得到水浸煤样,采取煤自燃程序升温实验、同步热分析实验和红外光谱实验,分析在0、1.5%、3.0%3种体积分数的瓦斯气氛下风干后的原煤和水浸煤在其相应的瓦斯体积分数下的低温氧化过程中的氧化产物、表观活化能和放热强度随温度的变化规律,以及低温氧化后的官能团演化特征。结果表明:随着瓦斯体积分数的增加,低温氧化过程中,2种煤样的耗氧速率、氧化产物生成速率、总放热量以及活性基团相对含量在逐渐减少;水浸煤氧化进程中的耗氧速率、总放热量以及活性基团相对含量的降幅大于原煤;C_(2)H_(4)出现、热平衡以及热流达到峰值时的温度均随瓦斯体积分数的增加而升高,表现出明显的温度“滞后现象”,且水浸煤升高幅度均大于原煤;低温氧化所需的活化能也逐渐增加,且水浸煤增量大于原煤;在同一瓦斯体积分数下,水浸煤的耗氧速率、氧化产物生成速率、总放热量以及活性基团相对含量均大于原煤;C_(2)H_(4)的出现、热平衡、低温氧化所需的活化能以及热流峰值温度点小于原煤。综合分析可以发现,水浸煤相较于原煤表现出更强的自燃性,因此同一瓦斯体积分数下,瓦斯对水浸贫瘦煤的氧化抑制作用更强;但水浸对贫瘦煤自燃的促进作用大于瓦斯对水浸煤的抑制作用;在低瓦斯体积分数环境下水浸贫瘦煤相较于原煤更易氧化和自燃。 展开更多
关键词 煤自燃特性 瓦斯 水浸煤 表观活化能 放热强度 官能团演化特征
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综采工作面上隅角CO综合治理研究
5
作者 张瑞 《陕西煤炭》 2026年第2期128-132,共5页
【目的及方法】针对矿井2301工作面上隅角CO浓度波动较大,影响矿井安全通风的情况,通过现场调研、室内试验和现场试验等方法对CO来源进行综合测定。【结果】得出如下结论,上隅角CO主要来源于遗煤的低温氧化,试验确定煤样在40.0~285.0℃... 【目的及方法】针对矿井2301工作面上隅角CO浓度波动较大,影响矿井安全通风的情况,通过现场调研、室内试验和现场试验等方法对CO来源进行综合测定。【结果】得出如下结论,上隅角CO主要来源于遗煤的低温氧化,试验确定煤样在40.0~285.0℃的氧化过程中CO气体浓度与温度呈正相关关系。在40.0~100℃、100.0~150.0℃、150.0~260℃和260.0℃以上等多个温度阶段时,CO的产生量逐级攀升,并通过采空区煤自然发火三带进行测定,确定随着工作面向采空区深部漏风量的减少和采空区遗煤氧化时间的增加,采空区深部耗氧量增加,漏风量减少,氧气浓度逐渐降低。【结论】针对CO现状,针对性提出包括干冰防灭火在内的多种治理措施,现场实践表明,CO治理措施有效。研究结论可为矿井后续支护方案的设计提供依据。 展开更多
关键词 上隅角 遗煤 低温氧化 自然发火三带 治理体系
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基于微色谱分析原理的煤矿井下自燃火灾束管监测预警系统设计
6
作者 陈代伟 范圣斌 邢飞 《煤炭科技》 2026年第1期91-94,97,共5页
传统的煤矿火灾监测系统主要采用井下采集气样送到地面,利用气相色谱分析仪进行成分和浓度分析,存在分析周期长、气样输送距离远、输气管路维护困难等问题。针对此,提出基于微色谱分析原理的煤矿井下自燃火灾束管监测预警系统设计方案,... 传统的煤矿火灾监测系统主要采用井下采集气样送到地面,利用气相色谱分析仪进行成分和浓度分析,存在分析周期长、气样输送距离远、输气管路维护困难等问题。针对此,提出基于微色谱分析原理的煤矿井下自燃火灾束管监测预警系统设计方案,可就近对井下采空区、工作面、高冒区等重点区域进行气体采样,送至矿用本安型火灾束管监测系统主站进行成分及其含量的分析,分析结果经工业以太网平台同步传输至地面中心站或井下显示屏,为煤矿火灾监测和预防工作提供科学依据,确保煤矿安全生产。 展开更多
关键词 微色谱分析 束管 火灾监测预警 自燃火灾 井下监测
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和顺一缘煤业综放工作面综合防灭火技术应用
7
作者 骈立超 《江西煤炭科技》 2026年第1期151-153,157,共4页
和顺一缘煤业150108综放工作面煤层相对松散,两道及切眼掘进期间均跟顶掘进,导致回采期间两道及切眼下刹段均有大量的三角遗煤。为防止三角遗煤自然发火,采取向遗煤喷注阻化剂、向采空区注入N_(2)、CO_(2)等惰性气体,辅以回风隅角打设... 和顺一缘煤业150108综放工作面煤层相对松散,两道及切眼掘进期间均跟顶掘进,导致回采期间两道及切眼下刹段均有大量的三角遗煤。为防止三角遗煤自然发火,采取向遗煤喷注阻化剂、向采空区注入N_(2)、CO_(2)等惰性气体,辅以回风隅角打设闭墙、向遗煤洒水等措施防灭火。运用束管监测系统对采空区的多种有害气体及温度进行监测。通过上述综合防灭火措施有效抑制了150108综放工作面回采期间采空区遗煤自燃,实现了工作面的安全高效生产。 展开更多
关键词 综放工作面 遗煤氧化 注氮 注CO_(2) 洒水
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自燃煤层综放工作面断层影响区防灭火技术应用
8
作者 乔斌 《煤》 2026年第1期75-78,共4页
为解决厚煤层综放工作面过断层期间采空区遗煤自燃问题,以11303综放工作面回采过FL14断层为研究背景,结合现场情况针对性给出防灭火技术方案并进行工程应用。在11303综放工作面过FL14期间,采用降低高抽巷及低位巷抽放量、在进风及回风... 为解决厚煤层综放工作面过断层期间采空区遗煤自燃问题,以11303综放工作面回采过FL14断层为研究背景,结合现场情况针对性给出防灭火技术方案并进行工程应用。在11303综放工作面过FL14期间,采用降低高抽巷及低位巷抽放量、在进风及回风隅角砌筑袋子墙的方式减少采空区漏风;综合采用采空区持续注氮、架后注凝胶、灌浆(灌三相泡沫)方式破坏采空区遗煤氧化自燃环境,并具体给出各项措施布置方案。现场应用后,11303综放工作面过FL14断层期间,采空区内、回风隅角CO体积分数分别控制在12×10^(-6)、5×10^(-6)以内,回风流基本监测不到CO,采用的防灭火技术方案可确保工作面安全回采过断层。 展开更多
关键词 综放工作面 断层 遗煤自燃 防灭火
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基于熵权-TOPSIS的硫化矿石自燃倾向性评价研究
9
作者 罗先伟 赵元元 +2 位作者 刘彦花 全柏飞 黄世顶 《有色金属(矿山部分)》 2026年第1期85-91,共7页
高硫矿床开采中的矿石自燃火灾是许多金属矿山重大灾害之一,矿山硫化矿石自燃在造成矿产资源浪费的同时,会导致一系列安全隐患与环境污染问题,造成巨大的生命威胁与经济损失。为了实现含硫金属矿山安全、高效开采,开展金属矿山硫化矿石... 高硫矿床开采中的矿石自燃火灾是许多金属矿山重大灾害之一,矿山硫化矿石自燃在造成矿产资源浪费的同时,会导致一系列安全隐患与环境污染问题,造成巨大的生命威胁与经济损失。为了实现含硫金属矿山安全、高效开采,开展金属矿山硫化矿石自燃倾向性定量评价具有十分重要的意义。结合已有研究成果,选取氧化增重率、自热点和自燃点三个指标建立硫化矿石自燃倾向性评价指标体系,采用熵权法计算各评价指标的客观权重,进一步运用TOPSIS逼近理想解排序法建立硫化矿石自燃倾向性评价模型,计算各矿样的相对接近度,最终对某矿山14组硫化矿石矿样的自燃危险性进行排序。结果表明:14组硫化矿石矿样中,三个评价指标的权重由大到小依次为自热点、自燃点和氧化增重率,其中自热点的权重最大,为0.642,远超其它两个指标的权重,说明自热点指标对硫化矿的自燃倾向性影响最大;基于熵权-TOPSIS方法对硫化矿矿样进行自燃倾向性接近度定量计算与排序,进一步突出不同矿样之间的自燃倾向性差异,矿样自燃倾向性排序与实际情况基本一致,说明熵权-TOPSIS法在评价硫化矿石自燃倾向性中是可行的。研究结果有助于预警并有针对性开展实验矿山硫化矿石自燃防治,可为类似金属矿山硫化矿石自燃防治提供理论参考。 展开更多
关键词 硫化矿石 自燃倾向性 熵权法 TOPSIS模型
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综放工作面末采期间遗煤自然发火防治技术
10
作者 乔斌 《能源与节能》 2026年第2期176-178,共3页
为解决综放工作面末采期间采空区遗煤自然发火问题,以5101综放工作面为研究对象,结合现场情况针对性制定末采期间防灭火技术方案并进行工程应用。在工作面末采期间,综合采用注三相泡沫、注氮及架间注高分子材料方式进行防灭火,同时利用... 为解决综放工作面末采期间采空区遗煤自然发火问题,以5101综放工作面为研究对象,结合现场情况针对性制定末采期间防灭火技术方案并进行工程应用。在工作面末采期间,综合采用注三相泡沫、注氮及架间注高分子材料方式进行防灭火,同时利用束管、人员检测方式强化火灾预警,并详细制定了末采期间防灭火技术方案。现场应用后,5101综放工作面回风隅角CO体积分数快速降至0,可有效解决采空区遗煤氧化自燃问题,为后续工作面设备回撤创造良好条件。 展开更多
关键词 综放工作面 末采 采空区遗煤 防灭火
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基于重力热管的降温技术在自燃煤矸石山中的应用
11
作者 郭慧超 蹇强 +1 位作者 刘洋 张宇 《能源与节能》 2026年第1期307-310,共4页
针对煤矸石山目前存在的自燃问题,以山西潞安化工集团有限公司左权阜生煤矿矸石山为试验场地,试验矸石山场地平台面积约180 m^(2)。通过前期温度勘测、现场实地考察、现场施工安装试验,结合工业物联网技术对温度数据进行实时监测和分析... 针对煤矸石山目前存在的自燃问题,以山西潞安化工集团有限公司左权阜生煤矿矸石山为试验场地,试验矸石山场地平台面积约180 m^(2)。通过前期温度勘测、现场实地考察、现场施工安装试验,结合工业物联网技术对温度数据进行实时监测和分析,研究重力热管在自燃煤矸石山中的降温效果。试验结果表明,安装重力热管30 d后,最大温度降幅为116.7℃,最大降温率为38.91%,最大降温平均速率为3.89℃/d,温度持续降低且降温效果明显。同时采用长管与短管混合布置方式可以提升浅层降温效果,为自燃煤矸石山热管降温技术的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 自燃煤矸石山 工业物联网 重力热管 降温技术
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五里堠煤矿3号、15号煤层工作面煤自燃特征及指标气体关联性分析
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作者 严洪波 陶帆 《煤》 2026年第1期62-65,93,共5页
文章以五里堠煤矿3号、15号煤层为研究对象,采用程序升温实验与灰色关联度分析法,系统探究了煤自燃过程中的气体生成规律、耗氧速率特征及指标气体与温度的关联性。实验结果表明:30~70℃时,CH_(4)、C_(2)H_(6)与煤温关联度高达0.96~0.98... 文章以五里堠煤矿3号、15号煤层为研究对象,采用程序升温实验与灰色关联度分析法,系统探究了煤自燃过程中的气体生成规律、耗氧速率特征及指标气体与温度的关联性。实验结果表明:30~70℃时,CH_(4)、C_(2)H_(6)与煤温关联度高达0.96~0.98,是煤氧化初期的核心预警指标;70~110℃时,气体关联度普遍下降,反映氧化反应的动态平衡变化;110~130℃时,C 2H 4/CH_(4)、C 2H 4/C_(2)H_(6)等气体比值关联度显著回升,成为快速氧化的敏感特征。耗氧速率随温度呈阶段性增长,110℃进入自热期,140℃以上呈指数级增长,揭示了煤氧化从物理吸附向剧烈化学反应的转变规律。研究成果为矿井煤自燃“三带”的精准划分及多参数预警模型构建提供了科学依据,对优化注氮、通风等防火技术具有实际指导意义。 展开更多
关键词 煤自燃 指标气体 灰色关联分析
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超声处理辅助粉煤灰浸出钙离子矿化CO_(2)及其产物防灭火特性 被引量:3
13
作者 史全林 秦波涛 孙永江 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1034-1046,共13页
利用粉煤灰浆液矿化捕集CO_(2),并利用矿化浆液防控采空区煤自燃,能够实现减污降碳与灾害治理的双重效果。针对当前粉煤灰矿化CO_(2)过程钙离子浸出速率慢、矿化量小等问题,提出利用超声波加速粉煤灰浸出钙离子、强化粉煤灰矿化CO_(2)... 利用粉煤灰浆液矿化捕集CO_(2),并利用矿化浆液防控采空区煤自燃,能够实现减污降碳与灾害治理的双重效果。针对当前粉煤灰矿化CO_(2)过程钙离子浸出速率慢、矿化量小等问题,提出利用超声波加速粉煤灰浸出钙离子、强化粉煤灰矿化CO_(2)效能的思路,利用离子色谱仪研究低钙粉煤灰和高钙粉煤灰浆液中钙离子的浸出规律,采用低温N2吸附法和SEM-EDS技术分析超声波对粉煤灰颗粒结构的改变作用,借助CO_(2)吸附与矿化反应实验系统测定超声波对粉煤灰矿化CO_(2)的强化效果,探究超声波强化粉煤灰钙离子浸出的原理。试验结果表明:粉煤灰直接浸出Ca^(2+)速率十分缓慢,直至30 d达到浸出平衡;经过超声波强化处理后,30 min时Ca^(2+)浓度即可达到静置状态30 d时的浸出水平,表明超声波显著提高了粉煤灰Ca^(2+)的浸出速率。此外,经过超声波强化处理后,低钙和高钙粉煤灰的比表面积分别增加了23.71%和184.71%,表明超声波的空化效应能够破坏粉煤灰颗粒之间的聚集和粘附,使得颗粒被细化、孔隙结构发育,促进了粉煤灰与水之间的Ca^(2+)浸出等传质过程;矿化试验结果表明:低钙和高钙粉煤灰经超声波处理改性后,与未处理的原始粉煤灰相比矿化量分别增长了410%和22%,达到7.66 g/kg和82.02 g/kg,表明超声波增强了粉煤灰对CO_(2)的矿化效果。在此基础上,利用粉煤灰浆液矿化CO_(2)产物防控采空区煤自燃,与原始粉煤灰处理煤样的放热量相比,矿化产物处理煤样的放热量分别降低3.32%和14.24%,表明矿化产物具有更优异的煤自燃抑制特性。 展开更多
关键词 煤自燃 粉煤灰 矿化 超声波 强化
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工作面风量对采空区自燃“三带”宽度与位置变化影响研究 被引量:1
14
作者 秦汝祥 马英杰 +1 位作者 赵兴国 沈涛 《华北科技学院学报》 2025年第5期38-46,共9页
为了研究工作面风量对采空区自燃“三带”分布的影响,以煤低温氧化过程特性确定了判定采空区自燃三带的临界氧浓度,并以袁店一矿823采煤工作面为研究对象,现场实测了采空区自燃三带范围。为探讨工作面风量变化对采空区自燃三带的影响,... 为了研究工作面风量对采空区自燃“三带”分布的影响,以煤低温氧化过程特性确定了判定采空区自燃三带的临界氧浓度,并以袁店一矿823采煤工作面为研究对象,现场实测了采空区自燃三带范围。为探讨工作面风量变化对采空区自燃三带的影响,构建了采空区漏风条件下,在与COMSOL软件构建模型印证统一性后,模拟了不同风量与采取封堵措施下采空区自燃“三带”分布特征,结果表明:随着工作面风量增加,采空区氧化带分布范围向深部蔓延,氧化带宽度增宽,且存在一个临界风量1734 m^(3)/min,当风量超过临界风量时,采空区氧化带宽度增长更为明显;采取封堵措施后,采空区氧化带分布范围明显降低,随着封堵挡墙长度增加,采空区氧化带的宽度随之减小,考虑现场实际方面,得出封堵挡墙的长度为20 m。 展开更多
关键词 风量 采空区 自燃“三带” 数值模拟
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惰气氛围影响煤中活性基团氧化反应的试验和模拟研究
15
作者 高飞 白企慧 +2 位作者 周西华 白刚 张勋 《煤炭学报》 北大核心 2025年第9期4361-4372,共12页
为了研究惰气氛围对煤中活性基团氧化的影响规律及惰化机理,以水峪(SY)烟煤和模型化合物为研究对象,采用程序升温和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)试验与量子化学计算相结合的方法,从试验和模拟2个方面比较惰气对煤中不同活性基团氧化抑制... 为了研究惰气氛围对煤中活性基团氧化的影响规律及惰化机理,以水峪(SY)烟煤和模型化合物为研究对象,采用程序升温和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)试验与量子化学计算相结合的方法,从试验和模拟2个方面比较惰气对煤中不同活性基团氧化抑制效果的差异,并揭示CO_(2)和N_(2)对煤中活性基团与O_(2)反应的惰化机理。结果表明:CO_(2)相比N_(2)能更加有效地惰化煤中活性官能团的氧化反应,减少煤中含氧官能团的生成。温度越高,2种气氛对活性基团氧化反应的惰化效果越趋于一致,2种气氛对含氧官能团氧化过程的惰化效果差异较大,对脂肪烃氧化过程的惰化效果差异较小。CO_(2)和N_(2)均会降低基团中活性H原子的反应活性,改变个别活性基团亲核反应活性位点的位置,并且CO_(2)降低活性H原子反应活性的效果比N_(2)更显著。其中,N_(2)对烷烃与O_(2)发生化学吸附的影响较大,而CO_(2)对含氧官能团与O_(2)发生化学吸附的影响较大。2种气氛无论是抑制还是促进活性基团的氧化反应,CO_(2)与活性基团相互作用后的体系发生氧化反应的可能性相比于N_(2)均更低,放热量均更小。惰气种类对含氧官能团与O_(2)发生化学吸附和氧化反应的影响较为显著,对脂肪烃的影响较小。因此,CO_(2)和N_(2)对煤自燃惰化效果的差异与煤中官能团的种类和温度密切相关,在煤矿井下惰性气体防火技术中,应根据煤中官能团的种类、组成和现场温度综合评定惰气种类。 展开更多
关键词 惰气氛围 煤氧化 活性基团 抑制效果 惰化机理
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pH值对高地温环境中煤自燃氧化行为及微观结构的影响
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作者 潘荣锟 袁纪为 +2 位作者 汪志国 胡代民 晁江坤 《煤矿安全》 北大核心 2025年第10期1-13,共13页
为研究矿井水的pH值对高地温矿井中煤自燃氧化行为及微观结构的影响,采用平顶山矿区的长焰煤,通过低温氧化测试系统和Vertex 70v红外光谱仪,分析低温氧化阶段衍生气体的产气规律和煤样中活性基团的分布特征,并运用采集数据计算氧化特性... 为研究矿井水的pH值对高地温矿井中煤自燃氧化行为及微观结构的影响,采用平顶山矿区的长焰煤,通过低温氧化测试系统和Vertex 70v红外光谱仪,分析低温氧化阶段衍生气体的产气规律和煤样中活性基团的分布特征,并运用采集数据计算氧化特性参数和官能团结构参数,揭示了高温和酸碱度协同作用对煤自燃特性产生影响的微观机制。研究结果表明:地温上升和水溶液酸性增强均能促进煤样氧化性,碱性水溶液浸泡会抑制其氧化性,且抑制的程度随着地温的升高变得越来越深,相同酸碱度水溶液浸泡下,地温升高可加快耗氧速率差异点的出现;煤样受热浸泡后,-CH含量较原煤均有下降,而-CH_(3)和-CH_(2)的含量呈现出了增加的趋势,煤样含氧官能团含量在酸性和碱性溶液中浸泡后分别呈现出上升和下降趋势,其中-OH增幅最为显著;煤样中‘C’值和I值除40℃&pH=8煤样有所下降外,其余均较原煤增长,且‘C’值的增幅随溶液酸性增强而增大,随地温变化不明显,-CH_(2)与-CH_(3)含量的比值与溶液酸性和温度均呈正相关关系。根据实验结果推断,认为芳香环与水在酸性环境下会反应生成羟基,羰基氧化生成羧基,含氧官能团增多,氧化活性增强;而酚羟基与氢氧根在碱性环境下会反应生成水和氧负离子,羧基与氢氧根反应生成羧酸根和水,含氧官能团消耗,氧化活性降低。 展开更多
关键词 煤自燃 PH值 高地温 水浸煤 活性基团 微观机制
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综放工作面动态注氮参数研究及数值模拟 被引量:1
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作者 蔡峰 李华琛 封居强 《华北科技学院学报》 2025年第1期40-47,共8页
针对目前防灭火注氮工程中存在的资源浪费、效率低等问题,本文提出了一种动态注氮的防灭火方法。围绕朱仙庄矿884工作面,开展采空区自燃“三带”测定,通过连续监测束管数据获得氧气浓度。依据氧气浓度含量,利用Fluent模拟软件构建计算模... 针对目前防灭火注氮工程中存在的资源浪费、效率低等问题,本文提出了一种动态注氮的防灭火方法。围绕朱仙庄矿884工作面,开展采空区自燃“三带”测定,通过连续监测束管数据获得氧气浓度。依据氧气浓度含量,利用Fluent模拟软件构建计算模型,模拟不同注氮位置和注氮流量对自燃“三带”分布的影响,确定动态注氮工艺参数。结果表明:注氮位置在进风侧距离工作面30~60 m,注氮量为440~500 m^(3)/h时,动态注氮防灭火效果最佳,效益最好。 展开更多
关键词 动态注氮 采空区防灭火 综放开采 数值模拟 自燃“三带”
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硬度对采空区遗煤氧化速率的影响
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作者 秦跃平 徐晨昕 +4 位作者 徐懿 王煊 韩雪 陈逸涵 宁晗 《黑龙江科技大学学报》 2025年第1期6-13,共8页
为研究煤层硬度对采空区遗煤的粒度和耗氧速率的影响,通过煤的程序升温氧化实验,拟合了不同粒径下煤样耗氧速率与温度的关系式,得到了指前因子与平均粒径的关系曲线。通过开展坚固性系数测定实验,得到了坚固性系数与冲击后煤样的粒径分... 为研究煤层硬度对采空区遗煤的粒度和耗氧速率的影响,通过煤的程序升温氧化实验,拟合了不同粒径下煤样耗氧速率与温度的关系式,得到了指前因子与平均粒径的关系曲线。通过开展坚固性系数测定实验,得到了坚固性系数与冲击后煤样的粒径分布,分析了煤样坚固性系数与指前因子的关系。结果表明:煤样的指前因子随粒径增大而减小,遗煤粒度不同,其氧化速率也不同;冲击后混合煤样的指前因子与单一粒径煤样中的指前因子的比值随坚固性系数的增大而减小,采空区遗煤自燃的危险性需要考虑其硬度这一关键指标。 展开更多
关键词 煤自燃 升温氧化 硬度 耗氧速率 粒度
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孙疃1/3焦煤氧化过程中的放热特性与官能团研究
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作者 秦汝祥 叶峰 +3 位作者 陈国栋 马英杰 操俊杰 沈涛 《山西能源学院学报》 2025年第5期18-21,共4页
针对孙疃1/3焦煤低温氧化过程中的放热特性及其关键产热官能团作用机制问题,通过TG-DSC实验与傅里叶红外光谱测试,探讨了不同粒径条件下煤样的氧化阶段演化规律、产热特性及官能团动态变化特征。研究结果表明:低温氧化过程呈现蒸发脱附... 针对孙疃1/3焦煤低温氧化过程中的放热特性及其关键产热官能团作用机制问题,通过TG-DSC实验与傅里叶红外光谱测试,探讨了不同粒径条件下煤样的氧化阶段演化规律、产热特性及官能团动态变化特征。研究结果表明:低温氧化过程呈现蒸发脱附、氧化分解和吸氧增重三阶段特征,其中蒸发脱附与吸氧增重阶段为主要产热区间;粒径差异显著影响煤样质量变化的分段特性,小粒径煤样更易进入深度氧化状态;羟基官能团对蒸发脱附阶段放热影响较大,而脂肪烃基团在吸氧增重阶段放热影响最为显著。该发现为煤自燃防控中关键活性官能团的靶向抑制提供了理论依据。 展开更多
关键词 煤自燃 1/3焦煤 官能团 傅里叶红外光谱 放热特性
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姚桥煤矿7#煤层氧化升温特征研究
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作者 祝琳 吴奎斌 刘永 《山东煤炭科技》 2025年第5期71-75,96,共6页
姚桥煤矿主采煤层7#煤层自燃风险较大,为提高煤自燃防控的针对性,通过煤自燃特性测试仪测定煤样升温过程中各指标气体浓度,探究煤层开采过程中工作面不同位置处遗煤的自然发火规律。实验结果表明:70℃时CO气体已经出现,煤体已开始了缓... 姚桥煤矿主采煤层7#煤层自燃风险较大,为提高煤自燃防控的针对性,通过煤自燃特性测试仪测定煤样升温过程中各指标气体浓度,探究煤层开采过程中工作面不同位置处遗煤的自然发火规律。实验结果表明:70℃时CO气体已经出现,煤体已开始了缓慢氧化,当温度达到125℃以上时,CO显著增多,标志着煤氧化过程达到加速氧化阶段;C_(2)H_(4)在100℃开始出现,其生成量随煤温的上升整体呈递增关系,C_(2)H_(2)在200℃实验温度范围内没有出现,一旦有C_(2)H_(2)则表明煤已经发生剧烈的化学反应。通过实验结合现场经验构建了煤自燃分级预警体系,以CO作为煤层发火早期指标性气体,C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2)作为辅助指标气体来判断煤炭发火情况。 展开更多
关键词 煤自燃 工作面位置 氧化升温 指标气体
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