煤吸氧特性实验研究

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煤吸附流态氧特性的测定及其自燃原因分析

煤吸附流态氧特性的测定及其自燃原因分析
贾海林;余明高;潘荣锟;郑立刚
【期刊名称】《安全与环境学报》
【年(卷),期】2005(5)2
【摘要】用ZRJ-1型煤自燃测定仪对实验煤样的吸氧量作以测定,并按相关规程划分煤的自燃倾向性等级;同时纵向比较平顶山煤业集团公司十矿戊9- 1 0 煤层煤样的吸氧量,横向比较不同矿区煤层煤样的吸氧量,然后分析其吸氧量之间差异。

考虑到煤自燃是一个极其复杂的物理、化学过程,因此在评价煤的自燃倾向性等级后,再结合所选煤样分析其自燃的原因。

分析表明:无烟煤的吸氧量大于烟煤的吸氧量;煤吸附流态氧的量与挥发分有关。

【总页数】3页(P112-114)
【关键词】矿山安全;煤自燃;吸附;流态氧;吸氧量;活性物质
【作者】贾海林;余明高;潘荣锟;郑立刚
【作者单位】河南理工大学资源与材料工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TD75;2.2
【相关文献】
1.煤吸附流态氧的燃烧特性及其在矿井火灾预测中的应用 [J], 戚颖敏;钱国胤
2.煤吸附流态氧的燃烧特性及其在矿井火灾预测中的应用（续上期） [J], 戚颖敏;钱国胤
3.煤吸附流态氧的燃烧特性及其在矿井火灾预测中的应用（续上期） [J], 戚颖敏;钱国胤
4.煤吸附流态氧的动力学特性及其在煤自燃倾向性色谱... [J], 罗海珠;钱国胤
5.流态色谱吸氧法测定煤自燃倾向不合理性分析 [J], 何启林;王德明
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氧气浓度对煤氧化特性及自燃极限参数影响的实验研究

氧气浓度对煤氧化特性及自燃极限参数影响的实验研究王建利【摘要】为了研究不同氧气浓度情况下,煤的自燃特性和极限参数的变化规律.采用煤自燃程序升温实验对煤样在21％,14％,8％和4％这四种氧气浓度情况下氧化过程进行了测试.得到了煤氧化过程中的耗氧速率和放热强度,并计算得到煤的自燃极限参数.实验结果表明:降低氧气浓度会使煤氧化过程中的耗氧速率和放热强度出现显著的降低.煤的最小浮煤厚度随煤温的升高,呈现先升高后降低的趋势,而上限漏风强度变化趋势正好相反.最小浮煤厚度的最大值和上限漏风强度最小值出现温度与煤样的临界温度相近.降低氧气浓度会显著抑制煤的氧化放热,造成煤的最小浮煤厚度明显增加,下限漏风强度明显降低.【期刊名称】《陕西煤炭》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】6页(P9-13,50)【关键词】煤;自燃特性;极限参数;放热特性【作者】王建利【作者单位】陕西陕煤韩城矿业有限公司通风管理部,陕西韩城715400【正文语种】中文【中图分类】TD752.20 引言煤自燃火灾是威胁我国矿井安全生产的主要灾害之一［1］。

煤自燃火灾不仅会造成严重的经济和财产损失，甚至造成严重的人员伤亡事故［2］。

在矿井生产过程中的煤自燃火灾主要是采空区中遗煤自燃引发的，具有隐蔽性、易复燃和防治难度大等特点［3］。

因此，采空区煤自燃隐患的预防是煤自燃火灾防治的重点［4］。

采空区中遗煤发生自燃是由煤自燃的内在属性和外在条件共同作用的结果［5-6］。

因此，针对采空区遗煤自燃的预防不仅要研究遗煤自燃特性，而且导致煤发生自燃的外在条件也是研究的重点之一［7］。

能导致煤自燃的外部条件的极限值称为煤自燃极限参数，包括:最小浮煤厚度、下限氧浓度、上限漏风强度［8］。

针对这些外在条件，学者研究得出了煤自燃极限参数的计算公式［9］，并研究了不同变质程度［10］、粒度［11］、阻化剂［12］等条件下，煤自燃极限参数的变化规律。

同时学者们基于神经网络、支持向量机等方法研究得出煤自燃极限参数的预测方法，这些研究有力地促进了煤自燃火灾的防治［13］。

煤在氧气实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 观察并记录煤在氧气中燃烧的现象。

2. 分析煤在氧气中燃烧的化学原理。

3. 探讨影响煤燃烧效率的因素。

二、实验原理煤在氧气中燃烧是一种氧化还原反应，其化学方程式为：C + O2 → CO2 + 热量实验中，通过向盛有煤的燃烧皿中通入氧气，观察煤的燃烧现象，分析煤在氧气中燃烧的化学原理，并探讨影响燃烧效率的因素。

三、实验仪器与材料1. 燃烧皿2. 煤3. 氧气瓶4. 火柴5. 铁夹6. 秒表7. 温度计8. 天平9. 量筒10. 水浴锅四、实验步骤1. 准备实验仪器，将燃烧皿放置在铁夹上。

2. 使用天平称取一定量的煤，放入燃烧皿中。

3. 打开氧气瓶，用铁夹夹住燃烧皿，将燃烧皿放入水浴锅中。

4. 点燃火柴，将火焰引至燃烧皿中的煤上，观察煤的燃烧现象。

5. 记录煤燃烧过程中火焰的颜色、大小、燃烧速度等特征。

6. 用秒表记录煤完全燃烧所需的时间。

7. 使用量筒测量燃烧过程中产生的水和二氧化碳的体积。

8. 记录实验数据，并进行分析。

五、实验结果与分析1. 煤在氧气中燃烧时，火焰呈蓝色，燃烧速度较快，燃烧过程中产生大量热量。

2. 实验结果显示，煤在氧气中燃烧的燃烧时间为1分钟，产生的水和二氧化碳的体积分别为20ml和50ml。

3. 分析影响煤燃烧效率的因素：a. 煤的粒度：粒度越小，燃烧面积越大，燃烧效率越高。

b. 氧气浓度：氧气浓度越高，燃烧速度越快，燃烧效率越高。

c. 燃烧温度：燃烧温度越高，燃烧效率越高。

d. 燃烧时间：燃烧时间越长，燃烧效率越高。

六、实验结论1. 煤在氧气中燃烧是一种氧化还原反应，产生大量热量和二氧化碳。

2. 影响煤燃烧效率的因素有煤的粒度、氧气浓度、燃烧温度和燃烧时间等。

3. 提高煤燃烧效率的方法包括减小煤的粒度、提高氧气浓度、控制燃烧温度和延长燃烧时间等。

七、实验反思与改进1. 实验过程中，煤的燃烧速度受氧气浓度影响较大，实验时应尽量保证氧气浓度。

2. 实验过程中，燃烧温度难以控制，可考虑使用加热设备提高燃烧温度。

氧气流量对煤物理吸附氧量的实验研究

究总院抚顺分院与北京东西电子技术研究所共同开
发研制的，测试气路原理如图１所示。该仪器可其以设定样品管所在温度控制箱体的环境温度（样煤吸附氧的温度）控制吸附时间，节吸附气的流量，，调
别装入ｌ一４样品管内，品管的两端分别塞入少样
许玻璃棉。
芒噼铡寨棼磺实管吸附氧气流量mlnin图2煤样吸氧量和氧气流量的耦合关系图4结论1在环境温度吸附时间和载气流量等条件不变的情况下煤样吸附氧随氧气流量的变化呈现一定的变化趋势在氧气流量为20mlmin左右时煤下转第23页?11?2010年2月矿业安全与环保第37卷第1期肘后a仃
２１２月００年
பைடு நூலகம்
矿业安全与环保
出粒度为０１．５ｍｍ以下，并满足煤样粒度在０１～．
样品管容积（标准状态）ｍＬ；，
—
—
煤样全水分，。％
０１ｍ占全部粉碎煤样７％以上，．５ｍ０用万分之一的
电子天平称量，４组（００）ｇ分好的煤样分将１± ．１筛
第３７卷第１期
氧气流量对煤物理吸附氧量的实验研究
张树川，戴广龙，蔡正委
（安徽理工大学ａ能源与安全学院；．矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室，徽淮南２２０）．ｂ煤安３０１
口
强的吸附作用。陆伟等人就煤对氧的物理吸附与环

煤物理吸氧量随温度及粒径变化规律的试验研究

煤物理吸氧量随温度及粒径变化规律的试验研究李大伟;王德明;顾俊杰;戚绪尧;仲晓星;黄本斌【期刊名称】《煤炭科学技术》【年(卷),期】2008(036)002【摘要】通过试验测定了30℃时5个煤样于不同粒度下的物理吸氧量及其自燃倾向性、4种0.096～0.15 mm范围的煤样于不同温度下的物理吸氧量,并总结出煤样的物理吸氧量随粒径及温度的变化规律:为避免物理吸氧量会因煤样粒度分布的不同而改变现象的出现,粒度跨度不大于0.25mm;煤的物理吸氧量随温度的升高而减小,且初始吸氧量大的煤样减小得也快;30℃时的物理吸氧量不能代表整个温度范围内煤的物理吸氧量,且不能体现动力学性质.【总页数】3页(P42-44)【作者】李大伟;王德明;顾俊杰;戚绪尧;仲晓星;黄本斌【作者单位】中国矿业大学安全工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学安全工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学安全工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学安全工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学安全工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学安全工程学院,江苏,徐州,221008【正文语种】中文【中图分类】TD75【相关文献】1.Cu纳米粒子化学势随粒径和温度变化规律研究 [J], 吴强;郑瑞伦2.含瓦斯煤低温取芯过程煤芯温度变化规律实验研究 [J], 王兆丰;刘勉;韩恩光;马向攀3.粒径-温度耦合作用下煤中瓦斯解吸规律试验研究 [J], 袁梅; 王玉丽; 李闯; 许石青; 张平4.煤颗粒物性及热转化特性随粒径变化规律研究 [J], 张金芝; 李海宾; 赵瑞东; 武景丽; 何涛; 王志奇5.黄陵矿区含油煤样物理吸氧量变化规律研究 [J], 王春林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

煤对氧分子的吸附机理研究的开题报告

煤对氧分子的吸附机理研究的开题报告
一、选题背景
煤作为重要的能源资源，在我国具有重要的战略地位。

煤的燃烧是造成大气污染、气候变化的主要原因之一。

为了降低煤的燃烧对环境的影响，减少空气污染物的排放，煤的高效清洁利用是很有必要的。

因此，对煤与氧分子的吸附机理进行深入研究，可
以有效地指导煤的高效利用。

二、研究目的
本文的研究目的是探究煤与氧分子相互作用的机理，分析有机分子和无机分子在煤表面的吸附形成情况，通过模拟计算手段预测煤的氧化反应活性，并提高利用率。

三、研究内容和方法
通过实验和模拟相结合的方法，系统研究煤与氧分子的吸附机理。

具体研究内容包括分析煤的化学成分和物理性质、制备具有代表性的煤样，利用红外光谱、X射线
光电子能谱等表征手段，研究煤与氧分子的吸附机理；利用密度泛函理论方法，探讨
不同质量的煤样在不同氧分子反应条件下的吸附机理，并预测氧气分子在煤表面的反
应活性和煤的氧化活性。

四、研究意义
本研究对推动高效清洁煤的利用有着深远的意义。

通过探究煤与氧分子的吸附机理，可以深入了解煤的氧化反应机理，进而指导煤的合理利用。

同时，这一研究也可
以为氧化反应催化剂的设计及有机废物处理等方面提供一定的参考。

五、预期成果
通过实验和模拟相结合探究煤与氧分子的吸附机理，预计能够深入了解煤的氧化反应机理，指导煤的高效利用，为清洁能源及环境保护做出贡献。

煤低温物理吸附氧以及水分对吸附影响的研究

附量与吸附温度之间的关系曲线。由于气相色谱技术的发展，附量可以转化为色谱峰来测量。吸色
０）５；河南省新世纪优秀人才支持计划项目（０５ＡＣＴ２０ＨＮＥ
一
０）５；河南省煤矿瓦斯与火灾防治重点实验室开放基金
谱峰由热导池检测器检测出峰面积，即可计算吸氧量。：在压力恒定时，利用吸氧量随温度的变化
０引言
煤吸附氧气后发生氧化是煤自燃的主要原
因… １８年，。９２胶体与表面化学的国际学术会议上
指出吸附就是在界面上发生增浓的现象，是由于
分对吸附量的影响进行探究，也是对煤氧复合学
说的丰富。
物理或化学的作用力场，某种物质分子能够附着
验。利用该仪器及配套的数据处理软件，合煤样结
本身的物性参数，可直接计算出煤样的吸附氧气
量。得结果如图ｉ２示（所、所柱箱温度即煤样所处的环境温度）。
对褐煤在流量为３～０ｍ／ｉ氮气的作用０４３ｎｃｍ下，箱温度设定为９ ℃ ，持１柱０保．，除去５～２ｈ以
是一个不可忽视的因素。
吸氧量；自燃；煤比表面积［关键词］物理吸附；［中图分类号］Ｔ３．文献标识码］Ｂ［Ｑ５０２［文章编号］附时间、的粒度、境温度对吸附的影响进行了煤环研究］。但煤低温物理吸附氧特征以及煤中水分对吸附的影响，直缺少探讨。文将根据煤升温一本时吸氧量变化对煤低温物理吸附氧气特征以及水

煤自燃发火潜伏期不同温度下耗氧特性的研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｔｅｎｄｅｎ，ｔｈｅｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅＣＯｒｅｌｅａｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏａｌｉｎｔｈｅｌａｔｅｎｔｐｅｒｉｏｄｏｆｓｐｏｎｔａｎｅｃｙｏｆｇｏａｆｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｃｕｒｖｅｓｏｆｏｘｙｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄＣＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｈａｎｇｉｎｇｗｉｔｈｔｉｍｅｆｏｒｃｏａｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｉｎｔｈｅｌａｔｅｎｔｐｅｒｉｏｄｏｆｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｌｏｓｅｄｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｅｘ，ａｎｄｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｓｅｃｕｒｖｅｓｔｏｏｂｐｅｒｉｍｅｎｔｓｆｒｏｍ２０ħ ｔｏ６０ħ ｏｎ３＃ｃｏａｌｉｎＣｈａｎｇｐｉｎｇＭｉｎｅｔａｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄＣＯｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｃｏａｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｏｘｙｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｇｒｏｗｔｈｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＣＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｇｒａｄｕａｌｌｙａｎｄｔｈｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｏｘｙｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｉｎｃｒｅａｓｅｆｒｏｍ２０ħ ｔｏ６０ħ ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｇｒｏｗｔｈｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＣＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｖａｌｕｅｏｆｏｘｙｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｓｍｏｔｈｅｒｉｎｇｑｕｅｎｃｈｅｄｚｏｎｅｏｆｃｏａｌｄｅｃｒｅａｓｅｄｇｒａｄｕａｌｌｙｆｒｏｍ１６．８％ｔｏ１２．４％ｗｉｔｈｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｐａｒａｍｅｆｒｏｍ２０ħ ｔｏ６０ħ．ＴｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｒｉｓｋｏｆｃｏａｌｉｎｇｏａｆｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｅｒｓｆｒｏｍｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｌｏｓｅｄｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅＣＦＤｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｇｏａｆ，ｉｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｃｒｉｔｉｃａｌｏｘｙｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｓｍｏｔｈｅｒｉｎｇｑｕｅｎｃｈｅｄｚｏｎｅｏｆｇｏａｆｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ２００ｍｔｏ３８０ｍｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｃｏａｌｗｈｉｃｈｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｏｃｃｕｒｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｌｓｏｅｘｈｉｂｉｔｅｄｔｈｅｓｔｒｏｎｇｅｒｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄＣＯｒ

煤自燃倾向性色谱吸氧法测试实践

宏达煤矿为郑煤集团公司兼并重组矿井之一，该矿21021回采工作面因长期停采，从而引起煤炭自燃。

煤炭为什么会自燃，煤矿科研工作者作了大量的研究和探索，提出了煤炭自燃的各种学说，并研究制定了煤炭自燃倾向性是划分煤炭自燃发火危险性等级的指标参数，用以判断煤炭自燃发火危险性，指导生产实践。

笔者结合宏达煤矿情况来探讨煤层自燃发火危险性，以便采取相应措施，控制煤层自燃。

1 煤炭自燃机理煤为什么会自燃？许多学者对此做了不懈地努力和探索，提出了各种各样的煤炭自燃机理学说，例如：黄铁矿作用学说、细菌作用学说等，目前，煤矿科研工作者大多数认同煤氧化合作用学说，该学说认为煤在常温下吸收空气中的氧气，并与氧气发生物理、化学反应，在物理、化学变化过程中释放出热量和初级氧化产物，这个过程也称低温氧化作用。

如果储存煤炭或煤层散热不良，热量聚积，导致煤层温度上升，当达到煤的燃点后，就会导致煤层自燃发火。

煤吸附氧气后会发生氧化反应，发生物理和化学变化。

物理变化主要有煤炭吸收氧气、脱附气体、水分蒸发，煤体升温、结构松散等；化学变化主要有煤与氧气发生化学反应，生成多种气体，并伴随着吸收热量和放出热量过程。

煤炭吸收氧气量越多，即消耗的氧气量越多，产生的热量越多，煤炭自燃发火的危险性越大，故用煤炭吸氧量的多少来表示煤炭自燃倾向性的大小，煤炭自燃倾向性的大小分为Ⅲ级，Ⅰ级为易自燃煤层，Ⅱ级为自燃煤层，Ⅲ级为不易自燃煤层。

煤的自燃倾向性分级用来区分和衡量不同煤层发生的危险程度，也是对矿井煤层自燃发火采取不同的针对性措施进行有效管理的主要依据。

煤在常温常压下吸收氧气量的多少，符合L a n g m u i r方程吸附规律，我国煤科总院抚顺分院研究出了以双气路流动色谱仪测定煤吸收氧气量的多少，从而判断煤自燃倾向性大小的方法。

双气路流动色谱仪测定方法是我国煤炭行业鉴定煤自燃倾向性的标准，该方法简单、实用、可靠，所以宏达煤矿采用双气路流动色谱法鉴定煤自燃倾向性。

煤特征参数与氧元素关系的实验研究

的关系。实验结果表明：随着煤氧元素的增大，煤自然发火期越短，而煤吸氧量则呈现先增大后
减小的趋势，煤的活化能、燃烧特征温度点则越小。该实验结果，且氧元素并不是影响煤特征温度点大小的唯一因素，还可
能与其他因素相关，为此有必要进一步研究煤内部因素对煤自燃的影响。
1 实验方法
实验中选用 6 种具有不同自燃倾向性的煤样进
基金项目：国家自然科学基金资助项目（ 51074168）
力；戚绪尧，王德明等［5］利用色谱吸氧法对煤低温阶段的吸氧量进行了测定，得出煤吸氧量随煤变质程度、温度的变化趋势。但他们只是研究了影响煤自燃的因素，煤燃烧的特征气体、煤的特征温度点及煤的反应动力学参数的计算方法，却并未指出煤特征参数（活化能、吸氧量、特征温度点、自然发火期）与氧元素之间的关系。通过对不同氧元素含量的煤样进行热重实验分析，得出煤氧元素与煤特征参数的关系，进一步考察了煤的内部因素对煤自燃性强弱的影响。
ZHU Hong － qing，QU Li － na，GAO Ru － le （ School of Resources and Safety Engineering，China University of Mining and Technology（ Beijing），Beijing 10083，China） Abstract： In order to explore the influence of internal factors of coal spontaneous combustion on the coal spontaneous combustion based on the thermo － gravimetric analysis，it obtained the characteristic parameters （ activation energy，oxygen uptake，characteristic temperature points，and spontaneous combustion period） of six coal samples under the 10 ℃ / min heating rate． The results showed that： as the coal oxygen element increasing，the period of coal spontaneous combustion was shorter，but the coal oxygen uptake appeared the trend that it first increased and then decreased，the coal activation energy and the combustion characteristic temperature points became smaller． The results indicated that the coal oxygen uptake was not proportional to the oxygen element content，the coal oxygen uptake had an optimal concentration value． And the oxygen element was not the only factor to affect the coal characteristic temperature points， it could be associated with other factors． Thus it was necessary to further study the impact of internal factors of coal on the coal spontaneous combustion． Key words： characteristic parameters； oxygen element； activation energy； oxygen uptake； spontaneous combustion period； characteristic temperature

易自燃煤层静态吸氧量影响因素实验研究

煤炭工程第52卷第 12期C O A L E N G I N E E R I N G Vol.52, N o. 12 doi：10. 11799/ce202012027易自燃煤层静态吸氧量影响因素实验研究周煜博、问荣峰2(1.山西潞安集团余吾煤业有限责任公司，山西长治046100;2.华能煤业有限公司，北京100070)摘要：为了控制易自燃煤层自然发火问题，采用Z R J-1型煤自燃倾向性测定仪，分别就粒度、温度以及孔隙发育3种因素对静态吸氧量影响规律展开研究。

结果表明：煤层静态吸氧量随粒度增大先增加，粒度为35~60目达到最大吸氧量，随后减小；随温度升高静态吸氧量先增加后减小，100X：时最大；大孔和中孔是煤孔隙体积主要构成，孔隙比表面积占比约10%,在升温氧化过程中对吸氧量影响较小，而过渡孔和微孔孔隙比表面积占比分别为75%和15%，对吸氧量影响大。

关键词：易自燃煤层；静态吸氧量；粒度；温度；孔隙中图分类号：T D75 文献标识码：A文章编号：167丨-0959(2020) 12-0128-04Experiment on influence factors of static oxygen absorptionin spontaneous combustion coal seamZHOU Yu-bo 1，WEN Rong-feng2(1. Yuwu Coal Industry Co. , Ltd. , ShanxiLu*an Group, Changzhi 046100, China；2. Huaneng Coal Industiy Co. , Ltd. , Beijing 100070, China)A bstract：In order to control the spontaneous combustion of coal seams prone to spontaneous combustion, the ZRJ—1coalspontaneous combustion tendency tester is used to study the influence of particle size, temperature and pore development, on the static oxygen absorption. The experimental results show that, as the particle size increases, the static oxygen absorption rises first, and reaches the maximum when the particle size is 35 〜60 mesh，and then decreases; with the increase of temperature, the static oxygen absorption increases to maximum at lOOT! and then decreases；though, macropores and mesopores are the main parts of the coal p>ores volume, their specific surface area only accounts for about 10% of the pores, which has little effect on oxygen absorption during the heating and oxidation process, while the transition pores and micropores, which contribute 75% and 15% respectively of the specific surface area, have great influence on oxygen absorption.Keywords：spontaneous combustion coal seam；static oxygen absorption；particle size; temperature；porosity我国是矿井火灾比较严重的国家之一，有煤炭自燃的矿井占矿井总数的56%，有自然发火危险煤层占累计可采煤层数的60%，煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的85%~90%，而其中采空区煤自燃又占据内因火灾的60%[〃]。

CO_2对低温煤物理吸附氧过程的实验研究

Serial N o .466F ebrua ry .2008矿业快报EXPRESS I NFORMAT I ONOF M IN I NG I NDUSTRY总第466期2008年2月第2期/十一五0国家科技支撑计划重点项目-煤矿火灾综合防治关键技术(项目编号:2006BAK03B05)王兰云(1983-),女,江苏泰州人,在读硕士研究生,221008江苏省徐州市。

CO 2对低温煤物理吸附氧过程的实验研究*王兰云蒋曙光吴征艳邵昊秦俊辉(中国矿业大学)摘要:通过分析煤对CO 2和N 2的等温吸附实验结果,发现煤吸附CO 2能力强于吸附N 2,而煤吸附N 2强于吸附O 2,因此C O 2的存在必定会对煤低温吸附O 2过程有重要影响。

考虑CO 2对煤吸附氧的影响,研究了CO 2对煤低温物理吸附氧过程作用实质的实验方案,试图探索延缓煤自燃的办法。

关键词:物理吸附;二氧化碳;氧气;煤自燃中图分类号:TQ 531.6 文献标识码:A 文章编号:1009-5683(2008)02-0029-03Experi m ental R esearch on Effects of CO 2on Oxygen Physisorption Process of Coal at Low Te m perat ureW ang Lanyun Jiang Shuguang W u Zhengyan Shao H ao Q in Junhu i(G raduate School of F ire Preventing and Exti n guishing ,China Un i v ersity o fM i n i n g and Techno logy)Abst ract :Coal can adsor b m ore CO 2than N 2by ana l y zi n g coals 'isother m a l adsorption experi m ent re -su lts ,and it is found out that coa l can adsor b m ore N 2than O 2.Therefore ,ex istence of CO 2has an i m por -tant e ffect on oxygen physisorption process of coal at l o w te m perature .Considering t h e above e ffec,t a test plan for the oxygen physisorption process o f coal at lo w te m perature is studied to investi g ate a m ethod to de l a y se l-f ign iting o f coa.lK eyw ords :Physisorpti o n;Carbon diox i d e ;Oxygen ;Sel-f i g niti n g o f coal煤氧复合作用是一个物理吸附动力、化学吸附动力及化学反应动力学相互交错的过程。

吸氧法测定煤自燃倾向性中氧气吸附特性研究

０前
言
助燃物、燃点。氧气是自燃发生的必要条件，而吸氧法测定煤的自燃倾向性是目前较成熟和理论认同的方法。以下对不同煤种从吸附时间及等压吸附线进行吸氧量的测定，并分析物理吸附氧气对煤的自燃倾向性的影响。
ａｇｒｅｅａｂｌｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｃｏａｌｔ０ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｗａｓｏｘｙｇｅｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｏｘｙｇｅｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｃｏａｌｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｏｘｙｇｅｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｙｉｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｃｏａｌｔｏｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｂｙｏｘｙｇｅｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｗａｓａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ；ｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｃｏａｌｔｏｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ｏｘｙｇｅｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｏｘｙｇｅｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ

煤的氧化特性实验研究

２．ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ１２３０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｋｅｙｏｆｃｏａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｅｂａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｓｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｃｏａｌｓａｍｐｌｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘｙｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｃｏａｌｓａｍｐｌｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘｙｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｌｏｓｅｄｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓａｄｏｐｔｅｄ．Ｔｈｅｃｌｏｓｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃａｎｇｅｔｔｈｅｎｅｅｄｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｌａｗｏｆｏｘｙｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｍｏｒｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｃｏａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｉｔｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎａｎｄｔｈｅｃａｒｂｏｎｍｏｎｏｘｉｄｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘｙｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｎｏｒｍａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ

煤的低温氧化实验报告

一、实验目的1. 了解煤的低温氧化过程及影响因素；2. 掌握煤低温氧化实验方法及原理；3. 分析煤低温氧化过程中温度、气体浓度等宏观特性的变化；4. 研究煤的表面结构、孔隙特性、吸氧量、官能团、微晶结构、自由基浓度等微观物理化学结构与煤自燃的关系。

二、实验原理煤的低温氧化是指煤在常温下与氧气发生缓慢氧化反应的过程。

在低温氧化过程中，煤中的有机质与氧气发生化学反应，产生热量、水和二氧化碳等物质。

本实验通过控制实验条件，观察煤低温氧化过程中的宏观和微观特性变化，分析其与煤自燃的关系。

三、实验材料与设备1. 实验材料：烟煤、活性炭、氮气、氧气、蒸馏水、温度计、压力计、气体分析仪等；2. 实验设备：低温氧化实验装置、反应釜、加热器、流量计、冷凝器等。

四、实验方法1. 准备实验材料：将烟煤研磨成粉末，过筛后备用；2. 配制实验溶液：将活性炭与蒸馏水按一定比例混合，制成活性炭悬浮液；3. 组装实验装置：将反应釜、加热器、流量计、冷凝器等连接好，并检查气密性；4. 实验步骤：（1）将烟煤粉末装入反应釜中，加入一定量的活性炭悬浮液；（2）通入氮气，排除釜内空气；（3）通入氧气，调节氧气流量，使氧气浓度达到实验要求；（4）开启加热器，逐渐升高温度，观察温度、气体浓度等宏观特性的变化；（5）在低温氧化过程中，定期取样分析，测定气体浓度、温度等数据；（6）实验结束后，关闭加热器，待釜内温度降至室温，取出煤样，进行微观结构分析。

五、实验结果与分析1. 宏观特性变化：在低温氧化过程中，煤样温度逐渐升高，氧气浓度逐渐降低，二氧化碳浓度逐渐升高。

这表明煤在低温氧化过程中，与氧气发生化学反应，释放出热量和二氧化碳。

2. 微观特性分析：通过扫描电镜、X射线衍射等手段对煤样进行微观结构分析，发现煤的表面结构、孔隙特性、官能团、微晶结构等发生变化。

具体表现为：（1）煤的表面结构：低温氧化过程中，煤的表面结构发生变化，表面粗糙度增加，孔隙数量和尺寸减小；（2）孔隙特性：低温氧化过程中，煤的孔隙特性发生变化，孔隙率降低，孔径分布变窄；（3）官能团：低温氧化过程中，煤的官能团发生变化，羟基、羰基等官能团含量降低；（4）微晶结构：低温氧化过程中，煤的微晶结构发生变化，微晶尺寸减小。

煤层自燃倾向性色谱吸氧法测定实验研究

将通过相应筛子的筛下物再进行缩分，使用二分器和
缩分机械进行缩分。粒度小于３ｍｍ的煤样，分至缩
３７ｋ，．５ｇ用二分器直接缩分出的不少于１００ｇ和不少
个煤样，两个顺槽一共取１６个煤样。工作面每个季
度取一次煤样，每次取３个煤样，开采一年共采煤样１。工作面和顺槽总共采取煤样２。２个８个首先剥去煤层表层氧化层，仔细平整煤层表并
煤层表面上，由顶至底划４条垂直顶、板的直线，底直线之间的距离为０１．ｍ。在第一、二条线之间采取分层煤样，第三、在四条线之间采取可采煤样，刻槽
深度均为００ｍ。．５
平成厚度适当的扁平体。将十字分样板放在扁平体的正中，压至底部，样被分成４个相等的扇形向下煤
（装入煤样的量不超过煤样瓶容积的３４以便使用／，时混合）准备下一步实验。，
维普资讯
第４期
张俊燕等：煤层自燃倾向性色谱吸氧法测定实验研究
４３
３吸氧量的测定与计算
本方法采用仪器常数法测定煤的吸氧量。将处理好的煤样，柱箱温度为３￣热导温在０Ｃ，
体。将相对的两个扇形体弃去，留下的两个扇形体按规定的粒度和质量限度，制备成一般分析煤样。在粉碎成０２ｍ的煤样之前，．ｍ应用磁铁将煤样中铁屑吸去，再粉碎到全部通过孔径为０２ｍ的筛．ｍ子，并使之达到空气干燥状态，后装入煤样瓶中然

CO2O2气氛下煤粉富氧燃烧特性基础研究的开题报告

CO2O2气氛下煤粉富氧燃烧特性基础研究的开题报
告
开题报告：CO2/O2气氛下煤粉富氧燃烧特性基础研究
目的：通过研究CO2/O2气氛下煤粉富氧燃烧特性，探讨燃烧过程
中CO2、O2对煤粉燃烧反应的影响，为煤炭资源的高效利用和清洁燃烧提供理论依据。

研究方法：采用实验室模拟方法，在CO2/O2气氛下研究不同煤质
煤粉的富氧燃烧特性，分析煤粉燃烧过程中CO2、O2对反应温度、反应速率和煤粉燃烧产物（CO、CO2、NOx等）的影响。

研究内容：
1.煤粉基础特性测试：测定不同煤质煤粉的粒径分布、元素分析、
水分、灰分等基础特性，保证实验稳定性和可重复性。

2.CO2/O2气氛下煤粉富氧燃烧实验：采用石英管炉实验装置，调节CO2和O2浓度，研究不同煤质煤粉在富氧条件下的燃烧特性，记录燃烧反应温度、反应速率以及煤粉燃烧产物的浓度变化。

3.煤粉燃烧反应机理研究：分析CO2、O2对反应机理的影响，结合煤粉基础特性测试结果，探索相关物理化学表征指标和煤粉反应机理的
关系。

意义：煤炭资源是我国最主要的能源资源，清洁高效利用既是资源
保护的需要，也是环保压力下行业发展的必然选择。

本研究对于煤粉富
氧燃烧的基础特性研究，可为煤炭资源利用和燃烧管理提供理论支撑。

关键词：CO2/O2气氛；煤粉燃烧；反应机理；产物分析；石英管炉。

富氧气氛中煤粉燃烧特性改善的实验研究

收稿日期 : 2005Ο 04Ο 01. 作者简介 : 樊越胜 ( 1965～) ,男 ; 博士生 ; 曹子栋 ( 联系人) ,男 ,教授 ,博士生导师 .
第 1 期樊越胜 ,等 : 富氧气氛中煤粉燃烧特性改善的实验研究
19
混合气体 ( 180 mL/ min ) , 天平保护气为氮气 ( 20 mL/ min) . 试验煤粉直接取自电厂炉前 , 其工业分析和元素分析列于表 1. 取试验煤样 62 8751 7 g , 采用振动筛进行分级 ,其粒径分布见表 2 ,其质量平均粒径经计算为 631 2 μm.
21 2 氧的体积分数对着火温度及燃尽温度的影响
增加 ,混合气体的热容增加 . 因此 , 在氧的体积分数较低时 ,增加氧的体积分数 ,会使煤样的燃烧强度得到加强 .
21 3 氧的体积分数对煤样燃尽率的影响
图 5 显示在氧的体积分数从 20 %变化到 40 % 时 ,燃烧时间减少较快 ,其后变化趋缓 . 因此 ,在采用富氧燃烧或助燃时 , 过高的氧的体积分数是不经济的 . 煤样燃烧时间的缩短 ,使得煤样在相同的时间内可以燃烧得更充分 ,这一点也可从图 6 中得到印证 . 图 6 的纵坐标是煤样中可燃成分的未燃尽率 , 可以看到 ,随着氧的体积分数的增加 ,煤样的未燃尽率大大降低 . 煤样燃烧时间、燃尽率与氧的体积分数间均呈幂函数关系 .
( School of Energy and Power Engineering , Xi′ an Jiaotong U niversit y , Xi′ an 710049 , China)
Abstract : No n2isot hermal t hermo2gravimet ry experiment s were performed f ro m ambient tempera2 t ure to 700 ℃ at 10 ℃ / min heating rate. The result s of t he experimental investigatio n and t heo2 retical analysis show t hat t here are great influences of o xygen co ntent o n ignitabilit y and burno ut characteristics of co mpo sitio ns. The larger t he o xygen co ntent is , t he lower t he igniting tempera2 t ure and t he burno ut temperat ure are , and t he greater t he integratio n index of co mbustio n charac2 teristics is. At lower o xygen co ntent ( < 40 % in volume or so ) ,t he co mbustio n characteristics will enhance sharply wit h enlarging t he o xygen co ntent ; but t he enhancement is mild when t he o xygen co ntent exceeds 40 % in volume. It is suggested t hat t he optimal o xygen co ntent can be 30 %～ 40 % for co mbustio n of p ulverized coal when using ult rat hin membranes to gas separatio n. Keywords : p ulverized coal ; o xygen2enrichment ; co mbustio n characteristics ; experimental inves2 tigatio n

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当曲线斜率增大到某一值时，斜率将持续不变经历一段时间，为煤吸附氧气的第 3 阶段。此阶段主要反应煤内部孔隙对氧的吸附。煤是一种多孔物质，微孔分为表面微孔结构和内部微孔结构，煤内部微孔结构发达导致内部微孔赋存的氧气相比表面微孔结构比率增大，即是煤吸附的氧气更难以被解析出来，吸附速度就慢。斜率的大小表示了煤吸附氧气的速度变化，斜率小表示煤吸附速度较慢。
图 1 为埠康矿 104 ～ 74 μm 粒度的煤样在 30℃ 条件下吸附氧气产生的吸氧过程曲线。横坐标表示吸附的时间，纵坐标表示某一时刻氮气流中的氧气含量。
图 1 埠康矿煤样吸附氧过程曲线
2 实验峰图分析如图 1 所示，实验初期得到的曲线是一基本水
平的直线，为煤吸附氧气的第 1 阶段。从氮气开始置换氧气到出现曲线这一过程所需要的时间可以视作煤表面对氧气的扣留时间与氮气通过系统管路的时间之和。由于管路体积恒定，氮气流量恒定，氮气通过管路的时间可认为基本相同，因此，这段直线的长短可以视作煤表面对氧的吸附能力，即表面吸附活性的表达。第 1 阶段经历的时间越长，表明煤表
元素分析 /% S
0． 813 0． 595 1． 328 0． 611 0． 177 0． 551 0． 813
H 3． 591 5． 189 4． 839 4． 968 5． 662 5． 47 3． 591
O 6． 041 17． 223 20． 004 12． 132 15． 786 24． 582 5． 078
实验选用石沟驿、羊肠湾、龙固、魏家地、埠康以及白芨沟矿的煤样，在空气中破碎到 104 ～ 74 μm 粒径，在 30℃ 条件下吸附氧气，得到各煤样吸附氧气的峰图如图 2 所示。
试验·研究
（ 2011 － 06）
·9·
图 2 不同变质程度煤样低温吸附过程曲线
由图 2 中可以看出，各矿区煤样都具有相似的吸附曲线，说明不同变质程度的煤样都具有相似的吸氧特性规律。1#和 2#高变质程度的煤样释放氧气的速度较快，峰的位置较靠前，经历的解吸时间较短，即对氧的吸附能力较弱。5# 和 6# 低变质程度煤样释放氧气的速度较慢，峰的位置靠后，经历解吸时间较长，即对氧的吸附能力也强。这是由于低变质程度的煤与中、高变质程度的煤吸附特征存在一定的差异，变质程度较低的煤分子排列不规则，结构松散，单位内表面上的碳原子密度小，且含氧官能团多，对气体的吸附势低，因而其单位内表面吸附气体的能力弱〔7〕。
煤自燃灾害是现在煤炭行业急需解决的安全问题之一。长期以来人们在煤自燃机理和防治技术研究做了大量的工作，但由于煤自身物理结构和化学结构的复杂性，煤自燃问题并没有得到很好的解决。研究表明〔1 － 5〕，煤表面具有吸附性是由于煤孔隙表面具有不饱和能的存在，与非极性气体分子之间能产生范德华力，从而吸附气体分子。煤自燃起因是煤与氧之间的物理吸附和化学吸附，进而发生化学反应，放出吸附热和化学反应热，随着热量逐渐积聚造成煤体温度升高后引发燃烧的过程。因此，煤具有吸附性和氧化性是引起煤炭自燃的重要原因。研究煤的吸氧特性对于深入研究煤自燃防治机理开发煤自燃防治技术有着重要的意义。目前，煤吸氧特性的研究主要在以下几个方面： ①从微观的角度，应用量子化学理论对煤与氧的物理吸附机理进行研
文章编号：1003 － 496X（ 2011） 06 － 0007 － 04
Experimental Study of Coal Adsorbing Oxygen Characteristic
DENG Jun1，2 ，LI Xia － qing1，2 ，ZHANG Yan － ni1，2 ，WANG Chang － an1，2 （ 1． Science and Technology School of Energy Engineering，Xi＇an University ，Xi＇an 710054，China； 2． Key Laboratory of Western Mine
试验·研究
（ 2011 － 06）
·7·
煤吸氧特性实验研究
邓军1，2 ，李夏青1，2 ，张嬿妮1，2 ，王长安1，2
（ 1．西安科技大学能源学院，陕西西安 710054； 2．西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室，陕西西安 710054）
摘要：采用 ZRJ － 1 煤自燃性测定仪，分别对不同变质程度和粒度的煤样，不同温度条件下
将煤吸附氧的时间曲线按 4 个阶段分割开来，分别统计时间长短，见表 2。
煤样在第 3 阶段的时间值也是持续走高，即跟煤变质程度成反比。由图 2 知煤样第 3 阶段斜率值相似，那么持续的时间值就代表了吸附氧气的量的多少，即煤变质程度越低，煤吸附氧的量越大。
第 4 阶段的时间曲线与煤变质程度呈正比，煤变质程度越低，煤内部孔隙结构越发达，煤内部孔隙对氧的吸附能力越强。
·8·
（第 42 卷第 6 期）
试验·研究
编号
1 2 3 4 5 6 7
样品
白芨沟魏家地石沟驿龙固埠康羊肠湾芙蓉
Mad 0． 005 7 0． 008 3 0． 070 9 0． 011 2 0． 024 7 0． 082 0 0． 012 8
工业分析 /% Ad
0． 034 1 0． 114 4 0． 062 2 0． 098 3 0． 041 4 0． 047 8 0． 275 0
1 实验条件及过程
实验选用白芨沟矿、芙蓉矿、王村矿、孟加拉矿、龙固矿、羊肠湾矿和埠康矿开采工作面具有代表性的新鲜煤样，并用多层塑料袋密封包装运回，实验时取核心部分进行粉碎筛分得到所需粒度的样品。实验设备采用 ZRJ － 1 型煤自燃性测定仪，每次实验前需对仪器进行检漏处理，以防止气体泄漏影响实验结果。各地区煤样的煤质分析如表 1。
Exploitation and Hazard Prevention of Education Ministry，Xi＇an 710054，China） Abstract： ZRJ － 1 coal spontaneous combustion character tester developed by Fushun branch of China Coal Rese arch Institute is adopted in the paper，oxygen absorption tests are carried out to coal samples of different rank and different particle size on different temperature，the characteristic curves during oxygen absorption procedure of coal on different experimental conditions are analyzed by using coal － oxygen absorption procedure analysis method． The influences of coal rank，particle size and temperature condition on coal － oxygen absorption law are concluded，it lays foundation for further research on the relation between oxygen － absorption character and spontaneous combustion nature of coal． Key words： character of coal absorbing oxygen； metamorphic grade； particle size； temperature； self － ignition
变质程度
无烟煤气煤
长焰煤肥煤焦煤
不粘煤无烟煤
称量 1 g 煤样装入样本室，升温至 105℃ 后恒温温 2 h，期间用 30 mL / min 的氮气吹扫进行脱附。将煤样吹扫脱附后，在设定的实验温度条件下，向样品管内通入 20 min 流量为 20 mL / min 的 O2 ，以便达到物理吸附平衡。吸附平衡后立刻将通入气体切换成氮气，用于置换煤样中吸附的 O2 。并利用热导检测器，检测出氮气流中的氧气量，以电平为表现形式，在工作站生成煤吸附氧过程曲线。
斜率在保持一段时间为某一常数后，将逐渐减小到 0，为煤吸附氧气的第 4 阶段。从开始变小直至为 0 所消耗的时间反映了煤微孔结构对氧气的吸附能力。即这个阶段持续时间越长表明煤内部微孔结构对氧的吸附能力越强。
3 影响因素分析
煤吸附氧的影响因素主要有煤的变质程度、粒度、吸附温度、水分、压力等，重点实验研究了变质程度、粒度和温度对于煤吸氧性的影响。 3． 1 煤变质程度对煤吸氧性的影响
基金项目：教育部创新团队资助项目（ IRT0856）；陕西省自然科学基础研究计划资助项目（ 2010JM6016）；陕西省教育厅科学研究计划资助项目（ 2010JK693）
究； ②采用动态吸附法研究煤氧吸附动态变化过程，通过测试不同煤样吸氧过程曲线，建立煤吸氧速度数学模型； ③采用色谱吸氧法测试煤样的物理吸附氧量，分析研究影响煤物理吸附氧的影响因素。利用煤炭科学研究总院沈阳研究院研制的 ZRJ － 1 型煤自燃性测定仪，实验研究了多个典型煤样吸附流态氧的过程特性，运用煤氧吸附过程分析法分析了煤吸附氧过程曲线的若干特征，并研究了煤变质程度、粒度、温度与煤吸氧特性之间的关系。
表 1 各矿区煤质分析
Vdaf 0． 083 2 0． 293 8 0． 307 9 0． 308 8 0． 444 7 0． 365 5 0． 111 3
N 0． 912 0． 662 0． 842 1． 375 1． 263 0． 808 0． 912