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题名基于热重分析的红庆河煤自燃热动力学研究
被引量：16
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作者
张铎
唐瑞
王振
邓军
张辛亥
蒋志刚
陈曦
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
西安科技大学矿业工程博士后科研流动站
西安铁路工程职工大学
四川省煤炭产业集团有限责任公司技术中心
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出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2020年第6期974-980,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(51904234,51974240)。
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文摘
为有效防治红庆河矿煤层自然发火灾害,利用同步热分析仪测试了该矿不粘煤在4种不同升温速率(5,10,15,20 K/min)下样品质量随温度的变换规律,采用atava推断法和Popescu法对数据进行了动力学分析。结果表明相同温度下,升温速率越小,煤的反应程度越高;确定了红庆河煤自燃升温过程中8个特征温度点及其阈值。据此将自燃升温过程划分为5个阶段:水分蒸发及气体脱附、吸氧增重、热分解失重、燃烧阶段和燃尽阶段。研究发现第Ⅰ阶段的最概然机理函数符合二维扩散Jander方程,明确了该阶段氧化动力学模式。进而计算出4种不同升温速率下的活化能分别为:64.35,110.91,70.42,59.72 kJ/mol,指前因子分别为3.51×1014,1.29×1021,3.41×1015,1.23×1014 s-1.活化能和指前因子动力学计算结果揭示了不同升温速率条件下,第Ⅰ阶段煤氧复合反应的程度不同,这为研究煤自燃分级预警方法和主动防控技术提供了重要的理论依据。
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关键词
煤自燃
热分析
动力学
活化能
指前因子
特征温度
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Keywords
coal spontaneous combustion
thermogravimetric analysis
thermodynamics
activation energy
preexponential factor
characteristic temperature
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分类号
TD752
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名烟煤升温过程中热物理特性
被引量：4
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作者
任帅京
张嬿妮
邓军
屈高阳
王津睿
王威
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
西安科技大学矿业工程博士后科研流动站
西安科技大学陕西省煤火灾害防治重点实验室
陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿
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出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2023年第4期697-704,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(52074215,52204239)
中国博士后科学基金项目(2022M722557)
陕西省自然科学基础研究计划项目(2022JQ-517)。
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文摘
为探究煤低温氧化过程中热量存储和传输特性,选取4种不同变质程度烟煤作为研究对象,利用激光导热仪测试4种煤样热物理参数的变化,并通过敏感性和关联性分析得出热物性参数受温度和工业分析指标的影响规律。结果表明:4种煤样热物性参数随温度的变化规律较为一致,随温度增大,煤样的热扩散能力先减小后增大,热储存能力先逐渐增大,随后达到饱和状态,低变质程度煤样的热储存能力在210℃后出现了下降的趋势,热传导能力在210℃前变化缓慢,210℃后出现快速增大趋势;热扩散系数、比热以及导热系数随温度的最大变化率分别为0.041%、0.498%以及0.067%,相比于热扩散系数和导热系数,比热对温度的敏感性最大;热扩散系数与工业分析指标间的关联性与导热系数的一致,二者受煤中灰分的影响比较大,比热的主要影响因素则为固定碳。研究结果对于揭示烟煤低温氧化蓄热机理具有重要的理论意义。
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关键词
煤自燃
氧化
热物性
敏感性
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Keywords
coal spontaneous combustion
oxidation
thermophysical property
sensibility
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分类号
X936
[环境科学与工程—安全科学]
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题名凉水井煤自燃关键活性基团氧化释放气体的试验
被引量：2
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作者
白亚娥
马腾
任立峰
宋波波
郝乐
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机构
神木职业技术学院矿业建筑工程系
西安科技大学安全科学与工程学院
西安科技大学矿业工程博士后科研流动站
西安科技大学陕西省煤火灾害防治重点实验室
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出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2023年第4期715-723,共9页
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基金
国家自然科学基金青年项目(52204238)
陕西省自然科学基础研究计划青年项目(2022JQ-446)
+1 种基金
陕西省教育厅青年创新团队科研计划项目(22JP046)
神木职业技术学院科学研究计划项目(2022ZK02)。
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文摘
为探索凉水井煤自燃特征,采用程序升温与漫反射原位红外光谱试验,分析凉水井4-3煤层自燃过程中宏观气体与微观结构动态演变规律及相互作用关系。结果表明:凉水井煤自燃过程中临界温度为60℃,干裂温度为110℃,煤结构高温裂解的C_(2)H_(6)和C_(2)H_(4)气体可作为煤自燃高温阶段的预报性指标气体。通过特征温度下红外光谱,发现煤氧化过程中官能团的消耗与产生主要发生在脂肪烃、芳香烃以及含氧官能团吸收谱带,得出CH_(3)、CH_(2)、C-H、OH及C=O是煤氧化过程中最为活跃的官能团。采用动态灰色关联方法,计算出关键活跃的官能团CH_(3)、CH_(2)、C-H、OH及C=O与CO、CO_(2)、C_(2)H_(4)及C_(2)H_(6)气体的动态关联度,阐明凉水井煤自燃释放气体受这5类官能团的共同影响,煤关联度最高的C=O键在煤自燃反应过程中具有非常重要的作用。
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关键词
煤自燃
宏观气体
微观结构
灰色关联
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Keywords
spontaneous combustion of coal
macroscopic gas
micro structure
grey correlation
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分类号
TD752.2
[矿业工程—矿井通风与安全]
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