煤自燃过程气态产物产生机理

为了能够更加有效地利用气态产物预报煤的自燃过程,需要对煤自燃过程产生气体的机理进行深入研究.利用实验模拟出煤自燃气态产物的产生过程,得出其规律是:不同指标气体开始出现的温度不一样,同一指标气体在不同煤体中出现的温度不同.对煤低温氧化过程微观结构、自由基浓度与煤体温度之间的变化规律的分析,并以煤自燃自由基和逐步自活化反应为理论基础,提出了新的煤自燃过程气态产物产生机理,即煤中不同活性结构在不同温度下被活化发生氧化反应,在发生氧化反应时该类结构发生断裂形成自由基.不同自由基之间,自由基与氧之间相互发生反应,形成不同的指标气体从煤体中释放出来.图3,表4,参12.     

破碎、氧化和光照对煤中自由基的影响分析

基于煤炭自燃的自由基反应机理。采用电子自旋共振（ESR）测谱仪，直接测定煤体在破碎、低温氧化和紫外光照射过程中的自由基．结果表明。诸因素均能诱发煤自由基的形成：煤体被破碎地越细小，自由基浓度越大；氧化温度越高，煤自由基浓度越大，125℃之后，煤的自由基浓度明显上升；氧化时间越长，煤自由基浓度越大，但增加的速度比较慢；煤中自由基对紫外光也极其敏感，在刚开始光照和刚撤除光照的前10min内，自由基浓度变化最快．根据实验结果，对煤自燃过程中存在的一些现象作了解释 图4，表1，参11．     

采空区煤自燃机理及其防治技术研究现状

针对煤矿机械化水平提高,开采速度加快,引起采空区遗煤增多和面积扩大,使得采空区煤炭自燃隐患更加突出,大面积采空区煤炭自然发火率高、火灾危害大,对其成因和灭火技术的研究有助于最大限度的降低大面积采空区煤炭自燃火灾的危害程度.通过分析国内外学者对煤自燃机理的不同说法,提出了煤自燃过程的3个阶段,即准备阶段、氧化阶段和自燃段,指出煤体要发生自燃必须具备4个条件:根据对煤炭自燃机理的研究,将防治技术措施按其作用机理可分为:灌浆防灭火、均压防灭火、阻化剂防灭火、惰气防灭火等4类.     

量子化学方法在煤自燃机理方面的应用及进展

煤中自由基是诱发煤自燃的首要因素之一,有效防止煤自燃的实质便是抑制煤中活性自由基对氧化反应的促进作用。系统地总结了煤中活性自由基——含氧自由基和脂肪族烃基在煤自燃过程中的反应,并指出目前研究煤自燃机理的不足,如煤分子模型类型单一,且多仅考虑煤中含氧自由基的反应过程,并未将含氧自由基、煤中缺陷和杂原子同时存在下的反应进行研究;指出目前的研究多集中于CO₂、H₂O和CO的生成路径,未对煤自燃产生的SO₂、H₂S等有毒气体进行很好的解释。从煤中活性自由基角度,针对性分析了制备抗氧化剂的应用研究,这是未来制备绿色高效阻燃剂的有效路径。提出了可从煤有机显微组分分子结构进行研究,不同显微组分的理化性质各不相同,因此,查明不同煤中的显微组分至关重要,特别是其内部活性自由基的类型。     

神经网络在采场浮煤自燃危险性预测中的应用

采用神经网络原理,结合煤炭自燃的影响因素建立起预测采场浮煤自燃危险性的神经网络预测模型,并给出了实例。预测结果表明,该模型对于预测煤炭自燃煤炭自燃危险性具有一定的理论意义和实用价值。     

神经网络在采场浮煤自燃危险性预测中的应用

采用神经网络原理,结合煤炭自燃的影响因素建立起预测采场浮煤自燃危险性的神经网络预测模型,并给出了实例.预测结果表明,该模型对于预测煤炭自燃危险性具有一定的理论意义和实用价值.     

基于温升速率的煤自燃倾向性测定方法

为了准确判定煤炭真实条件下自燃倾向性,选取具有代表性的2种褐煤、2种烟煤及2种无烟煤在煤自燃测定装置上展开研究。研究结果表明,褐煤在低温缓慢氧化阶段、高温加速氧化阶段升温速率最快,烟煤次之,无烟煤最慢。利用热分析仪对煤样的着火温度进行了测定,发现褐煤着火温度最低,烟煤次之,无烟煤着火温度最高;综合评判煤自燃倾向性判定指数,I200为强自燃倾向,200≤I≤400为中等自燃倾向,I400为弱自燃倾向。     

煤炭自燃模拟实验装置设计与研制

设计与研制煤炭自燃模拟装置,该装置能够模拟和研究煤炭在常温条件下自燃的发生和发展过程、发生条件及其影响因素、自燃过程煤炭微观和宏观参数变化,研究自燃火源形成及其分布规律。     

基于熵权未确知理论的采空区自燃危险性评价

针对采空区自燃危险性评价难以定量分析的现实,根据煤炭自燃发火机理,建立以煤的自燃倾向性、持续漏风供氧条件和聚热散热条件为一级指标的采空区自燃火灾危险性评价指标体系。基于信息熵和未确知测度理论,构建评价模型,并进行定性、定量分析。应用实例表明,该模型可正确评价采空区自燃发火的危险性。该研究为煤矿有效控制煤炭自燃、降低火灾危险提供了参考。     

水分对煤炭自燃的影响

煤炭自燃是一个复杂的物理化学过程，煤的水分是影响氧化进程的重要因素。论述了水分在煤炭自燃初始阶段的催化作用和对煤炭自燃的抑制作用，研究了水分在煤炭自燃过程的物理化学机理，针对一些矿区煤炭自燃的实例对其水分的影响进行了分析．煤炭中水分对煤的氧化、蓄热和散热过程都有一定的影响，煤中水分对煤炭自燃到底是起阻化抑制作用，还是起催化触媒作用，应根据具体条件而论。     

煤升温过程中氡析出率与温度之间关系的试验研究

分析了氟析出率的影响因素,通过进行模拟煤炭自燃过程的试验,测量不同温度下氟的析出量,根据测得的数据分析了煤氧化过程中温度与氟析出率之间的正相关关系.为自燃煤矿控制氧析出提供了重要依据.     

煤自然发火预报的人工神经网络模型

采用自组织特征映射神经网络(SOFM)对采空区煤自然发火与否进行了识别分类.在此基础上,建立了通过分析采空区抽放孔气体成分和抽放孔位置参数来预报煤炭自燃的BP神经网络模型.对模型预测结果与实际情况进行了对比分析,结果表明,用人工神经网络方法识别和预报采空区煤自燃是可行的.为煤自燃程度的识别和预报探索出了一种新的方法.     

梁宝寺煤矿小煤样自燃升温指标气体的试验研究

利用自行设计的煤炭自燃热解实验装置,研究了不同供氧浓度下煤样升温氧化特性及自燃升温过程中产生氧化气体和碳氢类气体解吸涌出规律,并在此基础上确定了梁宝寺煤矿煤炭自燃预报的指标气体。实验结果表明：若研风流中检洲到C2H4气体,此时煤温可能达到或超过100℃左右,需采取有效的措施,进行灭火。     

煤炭储运过程自燃现状剖析

煤炭在铁路运输过程中一旦发生自燃，不但危及行车安全，而且会造成环境污染和经济损失，所以，长期以来一直是困扰储运部门的一大问题。针对煤炭在铁路储运过程中发生自燃，这一现象，分析了储存和运输现场普遍采取的措施，及这些措施的不完善性。重点从煤炭发生自燃的原理角度提出了防治煤炭储运自燃的一些可行措施。同时，对在防治煤炭自燃时几种矛盾的理论知识和做法进行了分析，以便采取正确的技术与管理措施防止煤炭在储运过程中自燃现象的发生。     

煤炭自燃火灾的预防

不正确的开拓、开采煤可能引起大量自燃火灾，在既定的生产条件下，矿井通风网路中漏风的数量与方向往往是煤炭自燃发展过程转化的决定性因素。为防止煤炭自燃火灾的发生，可采取防止漏风、预防性灌浆、封闭火区等有效措施。     

徐庄煤矿8174采煤工作面煤自燃标志气体研究

本论文针对徐庄煤矿8174采煤工作面煤容易自燃特性,为减少和防止8174采煤工作面煤自燃火灾发生,对该工作面进行煤自燃标志气体分析,研究煤氧化过程中放出的气体成分及含量,分析气体成分及含量随煤温变化的规律,并优选出标志气体,建立各种标志气体含量与煤温的定量关系,以达到预测预报煤炭自然发火这一目的。     

巷道煤体温度探测仪的开发与应用

在煤矿巷道防灭火工作中,由巷道松散煤体的蓄热散热环境、漏风动力和强度以及松散煤体内氧气分布的共同作用,在巷道变形与起伏带、巷道交叉应力集中区等地点煤柱内常出现高温,极易引发煤自燃火灾。测量煤自燃温度的主要目的是为了定位煤炭自燃高温区域。探测煤炭自燃温度(≥100℃)一直是煤矿安全生产过程中的重大难题之一。基于单片机技术,开发研制了一种新型巷道煤体温度探测仪,并以某煤矿为试点进行了现场应用,对巷道煤体温度信息进行了采集,得到了煤体温度的实时数据和变化发展趋势,即巷道煤体一定深度范围内,温度有不同程度的升降,具有波动性。煤壁内高温点距煤壁距离一般都在1~2 m左右,大于2 m以后煤体内温度趋于稳定。经现场试验验证,此仪器操作简便,测试温度准确稳定,能够较好的反映煤壁内部的温度数据。     

地温对煤炭自燃的影响

通过分析地温与煤氧化放热性、漏风供氧条件及蓄热条件的关系,探讨了地温对煤炭自燃的影响,得出随着地温的上升,煤自燃性增强,煤自燃危险程度增加的结论。     

变氧浓度条件下崔家寨矿煤自燃特性的实验研究

针对崔家寨矿1#和6#煤层存在严重的自然发火隐患,试验研究了煤样的低温自燃特性.首先试验研究了自燃过程中产生氧化气体和碳氢类气体随温度的变化规律;通过设定不同氧气浓度研究了自燃产物与初始氧气浓度的关系.结果表明温度是影响自燃的重要因素,温度越高,自燃越剧烈;自燃氧化产物随初始氧气浓度增加而增多,在13%～17%浓度达到峰值,之后开始下降.通过煤自然发火标志气体产生规律研究及其临界值确定,为现场制定自燃防治方法提供了依据.     

能位测试与示踪气体联合检测在复杂采空区漏风中的应用研究

自然发火矿井中采空区漏风可以引发采空区煤炭氧化、自燃,查找漏风通道是防治采空区煤炭自燃的重要技术工作。本文根据林南仓矿西一采区的采空区复杂条件,测定了火区周围地点的能位,分析可能存在的漏风通道,释放SF6检测出采空区中存在的漏风通道。根据测试结果采取了注浆封堵措施,保证了矿井的安全生产。