CO_(2)-N_(2)复合惰气对氧化煤冷却惰化特性研究

为对比分析不同比例CO_(2)-N_(2)复合惰气和纯CO_(2)/N_(2)对氧化煤惰化效果,利用程序升温实验系统,分别对比煤处于临界温度和干裂温度下通入纯CO_(2)/N_(2)和CO_(2)-N_(2)复合气体后O_(2)、CO气体浓度和煤温的变化特征。结果表明:在氧化煤冷却过程中,相同注气流量下,CO_(2)含量占比高于N_(2)时表现出更快的降温速率、更大的O_(2)和CO浓度降幅以及活化能;以临界温度为初始煤温时,30%N_(2)+70%CO_(2)的降氧速率高于10%N_(2)+90%CO_(2)和纯CO_(2)为0.4~1.22 mol/(cm^(3)·s),CO下降速率高于10%N_(2)+90%CO_(2)和纯CO_(2)为0.24~0.72 mol/(cm^(3)·s),且活化能高于其他5种惰气0.6~5.6 kJ/mol;以干裂温度为初始煤温时,且30%N_(2)+70%CO_(2)的降氧速率高于10%N_(2)+90%CO_(2)和纯CO_(2)为0.22~2.29 mol/(cm^(3)·s),CO下降速率高于10%N_(2)+90%CO_(2)和纯CO_(2)为0.02~5.7 mol/(cm^(3)·s),且活化能高于其他5种惰气为1.3~6.5 kJ/mol。综合降温速率、标志性气体浓度、下降速率及活化能等参数,采用30%N_(2)+70%CO_(2)复合气体对煤体的冷却惰化效果最优。

复合惰气在采空区遗煤中竞争吸附的分子动力学模拟研究

为明确作用于采空区的复合惰气的竞争吸附,进行不同温度、压力及组分下烟煤对N_(2)、O_(2)、CO_(2)多元气体竞争吸附分子的模拟研究。研究结果表明:当注入压力达到3 MPa后,竞争吸附效果不再明显,为高压注入提供一定的理论基础;随着CO_(2)分压的增大,O_(2)吸附量降低速度逐渐平缓,初步确定最佳注入配比范围为2∶1至3∶1,为进一步结合实际工程中成本等因素确定最佳注入配比提供参考;等量吸附热受吸附条件的影响较小,仅与吸附质本身有关;随着CO_(2)分压的增大,范德华能升高56.9%,分子内能升高78.7%,静电能升高67.2%,CO_(2)对整个系统内的吸附作用强度及吸附量有着较大的影响;随着CO_(2)分压增大,N_(2)竞争吸附能力逐渐弱于O_(2),竞争吸附能力大小顺序为CO_(2)>O_(2)>N_(2)。

深井自燃煤层注复合惰气防灭火技术研究

唐口煤矿5306工作面在停采撤面期间采空区内部极易发生遗煤自燃,常规防火成本高,因此,提出采用复合惰化气体用于采空区遗煤的防治工作。结果表明:采用复合惰化气体后采空区遗煤自燃得到有效防治,同时其防火成本也得到了极大的降低。