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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤低温氧化动力学参数测试方法对比研究
  • 作者

    候飞曹威虎王艺仲晓星

  • 单位

    中国矿业大学 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室中国矿业大学 安全工程学院

  • 摘要

    针对现有研究缺乏对不同煤低温氧化动力学参数测试方法的对比分析,采用Coats-Redfern法、q/m法及Starink等转化率法3种测试方法分别计算煤低温氧化动力学参数,并以煤氧化自热反应时间和自燃临界堆积厚度作为对比参量比较3种方法的准确性。通过绝热氧化装置和同步热分析仪进行了煤样在纯氧和贫氧条件下的绝热氧化实验、多升温速率实验和恒温实验。根据热分析实验结果,分别采用3种方法计算煤低温氧化动力学参数。依据获得的动力学参数计算煤氧化自热反应时间和自燃临界堆积厚度。将计算结果与实测的煤氧化自热反应时间和采空区实际遗煤厚度进行对比,评价3种方法的准确性。实验结果表明:① 通过绝热氧化实验实测的煤氧化自热温度变化率随时间的推移均逐渐增大;采用Coats-Redfern法计算得到的温度在0~8 h(q/m法为0~10 h)内几乎不发生变化,超过这一时间段后温度迅速升高;采用Starink等转化率法获得的温度变化趋势与绝热氧化实验实测结果类似。② 采空区实际遗煤厚度大于Coats-Redfern法计算得到的临界堆积厚度;采用q/m法获得的临界堆积厚度超过了该工作面所在煤层厚度,与实际明显不符;采用Starink等转化率法获得的计算结果与实际较为接近。③ 采用Starink等转化率法获得的预测结果与实测结果更为接近,表明Starink等转化率法得到的煤低温氧化动力学参数较其他2种测试方法更为准确。

  • 关键词

    煤自燃煤低温氧化动力学参数Coats-Redfern法q/m法Starink等转化率法煤氧化自热反应时间自燃临界堆积厚度

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金面上资助项目(51774276);国家自然科学基金重点项目(52130411)
  • 文章目录

    0 引言

    1 理论基础

       1.1 煤低温氧化动力学参数测试方法

       1.2 对比参量

    2 实验

       2.1 煤样选取与制备

       2.2 测试过程

    3 实验结果分析

       3.1 煤低温氧化动力学参数计算结果

       3.2 煤氧化自热反应时间对比分析

       3.3 煤自燃临界堆积厚度对比分析

    4 结论

  • 引用格式
    候飞,曹威虎,王艺,等.煤低温氧化动力学参数测试方法对比研究[J].工矿自动化,2021,47(9):58-64.
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