含甲烷供氣條件下煤氧化特性的綜合實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤自燃和瓦斯是影響煤礦安全的主要災(zāi)害，在對(duì)高瓦斯易自燃煤層進(jìn)行開采時(shí)，會(huì)有大量的瓦斯涌出，而采空區(qū)漏風(fēng)流中含有一定量的瓦斯，氧氣濃度也低于正常大氣中的氧氣濃度，煤自燃發(fā)火也是在該氣體環(huán)境中發(fā)生。本文以陽(yáng)煤集團(tuán)石港煤礦為例，對(duì)其含甲烷供氣條件下煤低溫氧化特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　針對(duì)高瓦斯采空區(qū)中含有氧氣、氮?dú)夂图淄榈膶?shí)際情況，需配制含有易燃易爆氣體的混合氣體，提出了四種設(shè)計(jì)方案并對(duì)其進(jìn)行分析優(yōu)化，研制了含甲烷氣體配比及輸出實(shí)驗(yàn)裝置。

2、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定了最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)，驗(yàn)證了該裝置的設(shè)計(jì)合理性和安全性，為煤低溫氧化實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行提供了保障。
　　開展了含甲烷供氣條件下煤低溫氧化產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)，理論上分析了氧化產(chǎn)物的生成規(guī)律及煤低溫氧化的過(guò)程，解釋煤低溫氧化過(guò)程中氧化產(chǎn)物的變化規(guī)律。得到在低氧高甲烷濃度的風(fēng)流中，煤氧化產(chǎn)物的初始生成溫度有“延遲效應(yīng)”，氧化產(chǎn)物生成的初始溫度滯后，為預(yù)測(cè)采空區(qū)煤自燃提供了參考依據(jù)。在符合石港煤礦實(shí)際情況的含瓦斯氣體環(huán)境中，優(yōu)

3、選出了煤自燃早期預(yù)報(bào)的標(biāo)志性氣體。結(jié)果表明CO和C2H4氣體可作為高瓦斯采空區(qū)煤自燃的指標(biāo)氣體。
　　采用紅外光譜儀分析了含甲烷供氣條件下煤低溫氧化過(guò)程中官能團(tuán)種類和數(shù)量的變化規(guī)律。氧氮比較高時(shí)，高濃度的甲烷對(duì)含氧官能團(tuán)的變化有抑制作用；隨氧氮比例降低，含氧官能團(tuán)反應(yīng)也受到抑制，但甲烷體積分?jǐn)?shù)對(duì)含氧官能團(tuán)的數(shù)量變化無(wú)明顯影響，脂肪烴官能團(tuán)的生成速率隨氧氮比降低而減小。芳環(huán)則相對(duì)穩(wěn)定，基本不受氧氣和甲烷濃度的影響。隨氧化溫度的升高，