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单轴应力下烟煤氧化-自燃灾变温度研究

徐永亮 刘泽健 步允川 陈蒙磊 吕志广 王兰云

徐永亮, 刘泽健, 步允川, 陈蒙磊, 吕志广, 王兰云. 单轴应力下烟煤氧化-自燃灾变温度研究[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.02.004
引用本文: 徐永亮, 刘泽健, 步允川, 陈蒙磊, 吕志广, 王兰云. 单轴应力下烟煤氧化-自燃灾变温度研究[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.02.004
XU Yong-liang, LIU Ze-jian, Bu Yun-chuan, Chen Meng-lei, Lv Zhi-guang, Wang Lan-yun. Study on the Cataclysmic Temperature of Oxidation and Spontaneous Combustion for Bituminous Coal under Uniaxial Stress[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.02.004
Citation: XU Yong-liang, LIU Ze-jian, Bu Yun-chuan, Chen Meng-lei, Lv Zhi-guang, Wang Lan-yun. Study on the Cataclysmic Temperature of Oxidation and Spontaneous Combustion for Bituminous Coal under Uniaxial Stress[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.02.004

单轴应力下烟煤氧化-自燃灾变温度研究

doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.02.004
基金项目: 

国家自然科学基金面上项目(52074108, 51874124);中国博士后科学基金项目(2017M612397, 2018T110725); 河南省高等学校重点科研项目(18A440005)

详细信息
  • 中图分类号: TD75

Study on the Cataclysmic Temperature of Oxidation and Spontaneous Combustion for Bituminous Coal under Uniaxial Stress

  • 摘要: 为探究不同埋藏深度裂隙煤体氧化-自燃过程在单轴应力作用下的影响规律,本文通过搭建的荷载加压煤自燃特性实验平台,采用新疆硫磺沟矿区烟煤煤样,开展了施加单轴应力在0~8MPa下的贫氧环境程序升温试验。根据试验中产生气体与温度的关系,计算了煤样在单轴应力下的表观活化能和耗氧速率。结合煤自燃氧化动力学和热解参数,阐述了单轴应力下煤体由缓慢氧化到快速氧化的非线性发展过程,并基于突变理论解算出试验条件下煤体氧化-燃烧过程的突变温度和临界温度,确定了由CO和耗氧速率表征的TCO,THY,T'COT'HY 4个特征参数,分析了不同特征参数随单轴应力的变化规律。分析结果表明:热解气体浓度、表观活化能和耗氧速率随单轴应力增大呈先增大后减小再增大的三次函数规律(其中1.8和5.5MPa时为临界轴压),1.8MPa时表观活化能和各项特征参数数值最低,煤氧反应速率最快,耗氧速率最高;单轴应力为5.5MPa时耗氧速率最大,煤产生新的裂隙最多;单轴应力对TCO特征参数影响最大,煤自燃缓慢过渡到快速氧化的温度指标,由CO浓度表征的突变温度TCO表征最为准确。研究结论对于矿井不同埋藏深度煤自燃的发展阶段预测和防治产生煤火灾害具有重要理论指导意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-02

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