【摘要】：為研究煤礦采空區(qū)含瓦斯和不同氧氮比氣氛對(duì)浮煤自燃的影響,建立了煤低溫氧化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),設(shè)計(jì)了不同氧氮比和甲烷體積分?jǐn)?shù)的18組實(shí)驗(yàn)氣氛方案,并在此氣氛下對(duì)自燃煤層煤樣開(kāi)展程序升溫氧化實(shí)驗(yàn)。研究表明,高氧氮比氣氛下煤樣CO初始產(chǎn)出溫度比低氧氮比氣氛低,同時(shí)高甲烷組分抑制CO生成;C_2H_4產(chǎn)出隨甲烷體積分?jǐn)?shù)增加而降低,隨氧氮比減小而降低,氧化氣氛中甲烷對(duì)C_2H_4產(chǎn)出有一定的抑制效應(yīng);在拐點(diǎn)溫度后,高氧氮比、低甲烷組分下CO_2產(chǎn)出速率高于低氧氮比、高甲烷組分;C_2H_6產(chǎn)出到160℃時(shí)達(dá)到峰值,隨后產(chǎn)出量緩慢下降。
【圖文】：

15.2914.4313.7112.8411.9811.1110.536.526.205.805.415.024.7678.0974.1969.5064.8160.1357.0184.8880.6475.5570.4565.3661.9693.1788.5182.9277.3371.7468.01表1實(shí)驗(yàn)方案表（配氣50L）氛中配入瓦斯獲得不同的瓦斯?jié)舛�，模擬實(shí)際采空區(qū)氣氛環(huán)境，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究在上述氧化環(huán)境中的氧化規(guī)律。1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1．1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)沿用文獻(xiàn)[7]的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并進(jìn)行了一定改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)裝置主要由加壓系統(tǒng)1、安全供氣裝置2、程序控溫箱實(shí)驗(yàn)裝置3和檢測(cè)裝置4。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1。加壓系統(tǒng)是對(duì)氣源（42L氣袋）維持0．1MPa恒定表壓力，使其以50mL恒定流量向程序溫控箱內(nèi)煤樣罐供氣。原加壓系統(tǒng)采用靜水壓力提供，考慮到原加壓系統(tǒng)補(bǔ)水及鋼制罐體的高密封性要求，本次實(shí)驗(yàn)將原來(lái)的靜水壓力恒壓變更為壓縮空氣恒壓，壓縮空氣由EWS60易路安空壓機(jī)提供，由調(diào)壓閥調(diào)節(jié)開(kāi)度調(diào)節(jié)旁通流量實(shí)現(xiàn)恒壓。安全供氣裝置包括鋼制罐體、調(diào)節(jié)閥、繩網(wǎng)、加壓空氣進(jìn)氣口、壓力表、42L氣袋、配氣接口及相關(guān)閥門(mén)組成。罐蓋與主體之間采用法蘭螺栓連接，中間涂抹Y588硫化硅酮密封膠。繩網(wǎng)用于固定氣袋。安全供氣裝置與程序溫控箱實(shí)驗(yàn)裝置之間采用10m耐壓膠管連接，將實(shí)驗(yàn)裝置與供氣裝置安全隔離。程序溫控箱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括程序溫控箱、測(cè)溫系統(tǒng)、箱內(nèi)瓦斯檢定系統(tǒng)和配氣輸入輸出接口。溫控箱內(nèi)設(shè)預(yù)熱銅管、電加熱裝置、煤樣罐和調(diào)節(jié)面板。測(cè)溫系統(tǒng)包括熱電偶溫度傳感器和測(cè)溫表，傳感器分別設(shè)于箱內(nèi)和煤樣罐內(nèi)，用于檢測(cè)箱內(nèi)溫度和煤樣溫度。瓦斯檢定系統(tǒng)用于抽檢箱體內(nèi)氣體瓦斯?jié)舛�，確保實(shí)驗(yàn)安全。配氣經(jīng)輸入接口接至箱內(nèi)預(yù)熱銅管預(yù)熱，達(dá)到設(shè)定溫度后送入煤樣罐底，然后和煤樣進(jìn)行充分接觸，經(jīng)罐頂排出，取

（0．27、0．17）氣氛下耗氧速率衰減較快，低氧氮比（0．07）耗氧速率衰減較慢。2．2CO生成規(guī)律CO是衡量煤炭自燃程度的重要指標(biāo)氣體之一[11]。氧氮比0．27、0．17和0．07條件下各組實(shí)驗(yàn)方案CO產(chǎn)氣濃度曲線如圖3～圖5。從CO生成初始溫度上，氧氮比0．27時(shí)，甲烷體積分?jǐn)?shù)為0％、5％和11％時(shí)，，30℃開(kāi)始檢出CO；甲烷體積分?jǐn)?shù)為17％時(shí)，初始檢出溫度為60℃；甲烷體積分?jǐn)?shù)為23％和27％時(shí)，初始檢出溫度為70℃，證明受甲烷組分影響，CO初始產(chǎn)出溫度滯后。圖2不同方案耗氧速率曲線圖3氧氮比0．27程序升溫CO生成規(guī)律圖4氧氮比0．17程序升溫CO生成規(guī)律·37·
【作者單位】： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院;中國(guó)礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51174198) 煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題資助項(xiàng)目(SKLCRSM11X01) 貴州省科學(xué)技術(shù)廳聯(lián)合基金資助項(xiàng)目(黔科合LH字[2016]7461號(hào))
【分類(lèi)號(hào)】：TD752.2

【參考文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2538142