为研究煤粉在贫氧条件下的自燃特性,利用TG/DSC-FTIR联用技术测试了顾北气煤在不同氧气浓度气氛下的燃烧放热过程,分析了贫氧条件下特征温度点、TG、DSC曲线的变化规律,通过红外光谱技术研究了CO、CO2的释放规律,采用积分法计算了活性温度点到着火点的活化能变化规律。研究表明:贫氧条件下,煤氧复合反应仍然能够持续,特征温度点在高温氧化阶段呈增大趋势,TG、DSC曲线向高温区偏移,CO、CO2的峰值温度升高,增重阶段至燃烧阶段的活化能变化不大。

为了研究高温贫氧条件对煤自燃指标气体释放的影响,利用西安科技大学自主研发的高温氧化燃烧特性测试装置,测试30～500℃过程中煤自燃气体变化规律,通过使用指标气体的增长率分析法,并参考热分析实验温度区间划分准则,得出5个特征温度点,以此作为划分煤样常温至高温不同氧化阶段的依据,分为4个阶段:分别是临界温度阶段,干裂-活性-增速温度阶段,增速-燃点温度阶段和燃烧阶段。分析不同阶段的指标气体的变化规律,实验结果表明,CO气体在第1阶段增长较为缓慢,在第2,第3阶段增长较为迅速,呈现出指数级增长态势,当

针对煤矿井下采空区等高自燃危险性区域内氧浓度通常较低的情况,选取上湾矿12号煤层煤样作为试验样品,分别开展了供氧浓度5%,8%,11%,14%,17%和21%条件下的程序升温实验,分析了CO,CO2和C2H4的生成规律,测算了不同供氧浓度条件下的自燃临界温度,探讨了自燃临界氧浓度。结果表明:随着供氧浓度的降低,相同煤温条件下氧化产物的生成量减小,C2H4首次出现的温度延迟;根据C2H4首次出现温度和自燃临界温度的变化规律判断上湾矿12号煤层的临界氧浓度为8%。研究结果对采空区自燃"三带"观测时氧

针对现有煤自燃特性参数测试装置的特点和不足,根据煤田火区高温、贫氧的燃烧特点,设计建造了XKGW-1型煤田火区燃烧特性参数测试实验装置。利用该实验装置模拟了煤田火区的燃烧过程,得到了煤样从常温到600℃高温过程中的宏观特性参数规律。实验结果表明,煤样可以在高温、贫氧浓度条件下,继续发生反应,放出大量的热量,维持火区的发展扩大。在火区发展演化的过程中,煤样的升温速率会因水分蒸发等原因出现减小的现象,但总体呈增大趋势;煤样的耗氧速度在50℃之前特别缓慢,之后迅速增大,氧浓度急剧减小,当煤温升高到约1