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不同升温速率下烟煤的低温氧化放热特性研究

Study on low temperature oxidation heat release characteristics of bituminous coal at different heating rates

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煤自燃是威胁开采、储存和利用过程的重要因素之一,而煤在低温阶段的氧化放热反应也是导致煤自燃的主要因素.为了研究烟煤在低温条件下的放热特性,选取3种不同变质程度的烟煤进行研究,煤样分别为曹家滩(CJT)的长焰煤、大佛寺(DFS)的不黏煤和东滩(DT)的气煤.采用微量热仪(C80)实时监测煤样在30～300℃温度区间内升温过程中的热流变化,从而探究不同烟煤低温氧化过程的热流变化规律以及放热情况,得到低温氧化过程的分段热流特征以及相应的数学模型.为了进一步研究升温速率对烟煤放热特性的影响,试验分别设置在0.2、0.4和0.6℃/min的不同升温速率下进行,通过热流模型和热量公式建立判定自燃倾向性的指数γ,从而分析不同升温速率对烟煤低温氧化过程放热特性和煤自燃倾向性的影响规律.结果 表明:烟煤低温氧化分为了吸热、缓慢放热、加速放热和快速放热4个阶段,随着升温速率的升高,特征温度点有着向后推移的趋势,放热量呈现减小的趋势,3个放热阶段的放热量占比没有明显变化,约为1％、30％、70％.并且发现升温速率越低,活化能值越小,煤自燃倾向性指数γ值变大.通过研究烟煤的放热特性和不同升温速率对烟煤放热特性的影响,能够对烟煤氧化放热情况有着更清晰的认识,从而针对性的研究防灭火材料,对煤自燃的预防和治理作出相应的贡献.

张嬿妮、王安鹏、侯云超、舒盼、杨晶晶、李乐乐

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西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054

国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安 710054

西安科技大学陕西煤炭火灾防治重点实验室,陕西西安 710054

煤自燃 烟煤 微量热仪 低温氧化 升温速率 放热特性 自燃倾向性

国家重点研发计划国家自然科学基金

2018YFC080790151674191

2022

10.13199/j.cnki.cst.2020-1630

煤炭科学技术
煤炭科学研究总院

煤炭科学技术

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.095
ISSN：0253-2336
年,卷(期)：2022.50(9)
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