煤中原生活性位点的水−气掩蔽效应及脱附后煤体的常温氧化

煤的常温氧化为煤炭自燃提供初始热量来源,探究煤中可与氧气常温条件下发生氧化反应的原生活性物质是煤自燃理论研究的难题。此前进行的受热分解实验发现,热解煤中含有能在惰性气体中稳定存在并与氧气发生常温氧化的活性位点,因此推测煤中同样可能存在惰性介质下被迫封存的原生活性位点。为进行煤中原生活性位点的探寻,运用真空干燥技术,使原煤中能够在高负压的低温环境下完成水分的蒸发和气体的脱除。同时借助循环氧化在线监测技术,设计实施不同因素(煤种、脱附温度、氧化温度、粒径)条件下脱附后煤样的常温氧化实验,并结合相应的低温氮吸附、XPS、ESR实验分析反应机理。循环条件下的常温氧化实验表明,真空脱附后的煤体在常温氧化过程中会形成大量的CO和CO_(2)等气体氧化产物,且气体在通入氧气后很快出现并不断积累,证明煤在常温下即可发生氧化反应。原生煤体脱附后的常温氧化实验说明原始煤体中存在大量受水−气掩蔽影响的活性位点,而负压脱附水分和气体后会导致活性位点的大量暴露并形成有利于氧气输运和反应的通道,从而迅速发生氧化反应。因此实验找到了导致原生煤体自发氧化的活性结构,实验将活性位点的常温氧化观点从受热分解的特殊状态扩展到一般状态。由气体产物生成规律对比可知,不易被孔隙吸附的CO会在原生活性位点与氧气接触瞬间迅速产生,据此得到CO相较于CO_(2)而言更适合作为活性位点浓度的直观气体评价指标。煤体原生活性位点的常温氧化有助于煤炭自燃机理的揭示,为高瓦斯矿井瓦斯抽采自燃及低阶煤井下CO超限问题提供解决思路。

煤水分含量对煤吸氧量与放热量影响的测定

应用TA2000/MDSC2901型差示扫描量仪进行了煤的含水量对吸氧量与放热量影响的研究.研究表明,煤中的含水量与煤的总吸氧量、放热量之间关系较复杂;在煤的低含水量段与含水量较高段各有一个总吸氧量与放热量较大的峰值点,且两峰值所对应的含水量基本一致.这说明干煤与较湿煤都易自燃,因此,用水防治煤炭自燃时,应保持煤有很高的湿度,否则有可能加速煤的自燃.

变温条件下煤结构与吸氧量的关系

采用压汞法技术定量测定了在不同温度与压力下煤样的孔径、孔容积与煤的表面积的值;用分形理论对煤在定压变温条件下结构参数进行分形特征描述,并对用孔径与孔容两种分形维度的值表示煤的孔隙结构的合理性进行了比较.当煤温<100℃时,煤的容积分形维数增大,吸氧量增加,孔隙容积对煤的吸氧量起主要作用;当煤温≥100℃时,煤的分形维数减小,煤的吸氧量也增加,这是由于煤的吸氧量主要是氧化反应速率决定的,孔隙结构特征对煤的吸氧量影响很小.

综放面采空区遗煤自然发火过程动态数值模拟

通过对影响煤炭自燃因素的分析,建立了采空区内遗煤自燃过程数学模型,可随时预测不同漏风强度和不同推进速度的条件下,采空区遗煤自然发火的危险性.在计算机上对徐庄矿7235综放面采空区遗煤自燃过程中,氧化时间、工作面推进速度、遗煤厚度对煤温的影响进行了模拟,预报了在回采过程中采空区遗煤不自燃,而撤支架过程中确可能发生煤炭自燃,预报结果与实际相符.

煤的氧化和热解反应的动力学研究

用热分析手段研究了不同煤化程度煤的氧化热解反应。结果表明,在空气中,煤在整个氧化热解过程中,可分为水分蒸发、吸氧增重、受热分解、燃烧与燃尽五个阶段。吸氧增重阶段的氧化反应为1级化学反应,受热分解阶段为1.5级的化学反应。求解出不同煤样在不同氧化阶段的平均表观活化能E和lnA的值,分析了煤氧化过程的特点与E和lnA值在不同氧化阶段的规律性,并用作图方法检验了所求氧化动力学参数的正确性。

麻地梁煤矿首采综放面收作期间防灭火技术研究

麻地梁煤矿507首采面是采用放顶方法开采埋藏浅特厚的长焰煤,漏风严重,丢煤多,尤其在工作面收作期间未进行放顶,采空区遗煤量更大。另外,工作面未采阶段推进速度慢,遗煤氧化时间长,极易引起采空区煤自然发火。针对以上情况,采取注氮降氧、高位钻孔注浆和注高固水材料覆盖隔氧、堵漏控风等的综合防灭火措施,保证了该工作面支架的安全撤出,为类似回采条件的工作面收作期间的防灭火提供参考。

注氮对采空区自燃“三带”影响的考察

针对注氮对采空区“三带”范围的影响问题,在皖北某一工作面分别进行了有/无注氮操作下的采空区温度和氧气浓度检测。基于氧气浓度指标,发现注氮操作对采空区“三带”划分范围影响不大,但是在采空区中存在明显的氮气影响区域,并依据氧气浓度基本确定了该区域范围。在实际工程中,可通过调整注氮参数,将氮气影响区域的氧气浓度降至窒息带氧气浓度,从而获得最佳的注氮操作参数。

用红外光谱技术研究煤的低温氧化规律

利用傅立叶变换红外光谱 (FTIR)分析技术 ,对暴露于空气中不同时期的氧化煤样的红外光谱进行了测试与分析。根据煤的主要特征光谱峰 ,确定出煤中参与氧化的不同种类的特征官能团 ;通过特征官能团吸收光谱强度变化 ,得出煤在氧化进程中官能团数量的变化规律 ,从而确定出煤的氧化能力。

TG-DTA-FTIR技术对煤氧化过程的规律性研究

利用TG-DTA-FTIR联用技术,测定煤升温氧化过程不同阶段起始温度、吸氧量、放热量、释放气体初温与成分以及燃点等参数,提出了用某个温度下煤的吸氧量或在整个氧化阶段总吸氧量来表示煤的自燃倾向性高低的不合理性;给出了用100～200℃温度段的吸氧速率q′T指标进行煤自燃倾向性高低评判方法.

孔庄煤矿瓦斯异常原因及其防治措施

针对近年来,在一些低瓦斯矿井的瓦斯异常涌出区发生了一些重大瓦斯事故,以上海能源股份公司煤层瓦斯含量低,而局部存在高瓦斯区域的孔庄煤矿为例,从影响瓦斯涌出的地质因素和采掘因素出发,详细分析了低瓦斯含量煤层瓦斯异常涌出原因,并提出了瓦斯异常涌出防治措施。也为其它低瓦斯矿井瓦斯异常涌出问题的研究提供思路和方法。

徐庄煤矿综放采空区“三带”宽度的确定

介绍了徐庄煤矿 72 35综放工作面开采后 ,为掌握采空区遗煤氧化规律 ,在采空区埋设束管与温度探头 ,测量氧浓度与煤温变化情况 ,并用计算机模拟解算采空区漏风风速。在此基础上确定采空区“三带”宽度 ,为选择预防采空区遗煤自燃的合理措施提供了科学依据。

磁电异常联用技术在矿井火区勘探中的应用

针对新柳矿业周边小煤窑数量众多及小煤窑破坏漏风、引发自燃等问题,致使柳湾煤矿井田产生破坏,研究采用磁电异常联用技术和测温杆红外热像测温反演技术。研究表明:通过磁电异常联用技术和测温杆红外热像测温反演技术的联合应用,可以准确地探测和定位火源,从而实施有效的灭火程序。

利用束管监测系统预报采空区遗煤氧化情况

采用"TG-色谱"联用技术测出231115工作面11煤CO释放量与温度之间关系,采用分段线性技术讨论CO涌出特点,给出了CO的预报浓度、预警浓度与撤人浓度,实现利用束管监测系统测量的工作面上隅角CO涌出浓度数据,预报采空区遗煤氧化情况,为231115工作面安全回采提供技术保障。

流态色谱吸氧法测定煤自燃倾向不合理性分析

通过理论与实验结果的分析,指出流态色谱吸氧法测定煤炭自燃倾向性高低未能反映煤的氧化过程与氧化反应的实质,流态色谱吸氧法的指标体系不科学性;同时指出煤的自燃倾向性是反映煤在低温氧化条件下煤的吸氧与氧化放热的化学性质,煤的自燃倾向性主要由煤在某反应温度条件下具有反应活化能值的分子数及反应分子活化速率决定的;煤炭自燃倾向性高低的指标应采用氧化过程的放热量(或吸氧量)的积累指标或趋势指标。

深井建井期入风井筒风温的预测

通过对淮南矿业集团 5对深井建井期入风井筒风温的观测 ,应用回归统计法对井筒风温预测问题进行了探讨 ,得出了预测公式 。

煤巷打眼过程中CO产生原因的确定

煤层中吸附的多数是CO2、CH4、N2等气体,但大屯能源股份有限公司龙东煤矿7144煤巷掘进过程中,打眼时出现了一定量的CO现象。通过对该煤层的煤质化验和对测点一段时间的取样化验分析,查明了CO的产生是由于煤层本身含有的原因。

基于无机纳米封孔材料提高煤层瓦斯抽采率的试验研究

为解决钻孔使用传统材料封孔产生裂隙导致瓦斯抽采率低、钻孔寿命有限的问题,分析了抽采钻孔漏气途径与周围应力分布,确定钻孔漏气的主要部位;通过向硅酸盐无机材料中添加纳米氧化物对其改性,得到一种能够长期保持水分且不凝固、不收缩等特点的无机纳米封孔材料;基于山西竹林山煤业有限公司53032巷道,开展顺层钻孔封孔及后续补浆封孔试验。结果表明:无机纳米封孔材料试验组平均瓦斯抽采浓度整体优于普通封孔水泥对照组,封孔16 d后,试验组平均瓦斯抽采纯量为0.04~0.06 m^(3)/min,而对照组平均瓦斯抽采纯量为0.02~0.04 m^(3)/min,试验组的封孔质量优于对照组钻孔。试验组经过补浆封孔,平均瓦斯抽采浓度提高了20%,补浆封孔可以提高钻孔的封堵质量和瓦斯抽采的平均浓度。

论青海民族文化的多元和谐

本文认为多元和谐是青海文化最基本、最显著的特征。究其形成原因有民族、地理、经济、宗教、政治和文化等六方面。今后应保持和弘扬尊重差异、包容多样、和睦共处的社会风尚;走合作共赢的路子,实现文化共享与共责;增进接触和交往,增强文化认同;调解矛盾和冲突,实现和而不同;建立民族文化生态保护区,维护青海文化多元和谐地发展。

青海农牧区文化信息资源共享工程调研

文化信息资源共享工程是通过对文化信息资源进行数字化加工、整合,并利用现代通信、传播技术,把优秀的文化信息资源直接传送到城乡基层群众身边的一项国家级文化重点建设工程。本课题主要对青海农牧区文化信息共享工程实施的背景、取得的成效、存在的主要问题进行了分析梳理,并就如何进一步做好这方面的工作提出建议。

孔庄矿高档普采放顶煤采空区"三带"宽度的确定

介绍了孔庄矿7177高档普采放顶煤工作面开采后,为了解采空区遗煤氧化规律,在采空区埋设束管测量氧浓度变化情况,并用计算机模拟解算采空区漏风风速。在此基础上确定采空区"三带"宽度,为选择预防采空区遗煤自燃的合理措施提供科学依据。