东荣二矿14层煤煤样程序升温实验报告

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1、东荣二矿煤样自燃性程序升温实验报告测试单位：西安科技大学安全学院实验员：张天赐邢二军报告编写：张天赐邢二军审核人：张辛亥王建国西安科技大学安全工程与科学学院西安安备特安防科技有限公司二o一七年一月东荣二矿14层工作面煤样程序升温自燃性测试实验结果表煤样编号1#2#3#4#5#6#煤样粒径（mm）0-0.90.9-33〜55〜77~10混样出现CO温度50.00°C60.00°C60.00°C60.00°C60.00°C60.00°CCO突变温度60.51°C70.77°C70.77°C.50.12°C60.10°C50

2、.00°Cco二次突变109.74°C110.00°C110.20°C101.03C119.23°C120.00°CC2H6出现温度30.00°C30.00°C30.00°C30.00°C30.00°C30.00°CC2H4出现温度60.51°C70・10°C60.00°C70.10°C82.05°C50.00°C临界温度50°C〜70°C干裂温度100°C~120°C实验员审核人实验室主任实验时间备注张天赐邢二军费金彪2017.11东荣二矿煤样自燃性程序升温测试实验报告1实验原理煤自燃是一个非常复杂的物理、化学变化过

3、程，是多变的自加速的放热过程，该过程主要是煤氧复合过程。其中，物理变化包含有气体的吸附、脱附、水分的蒸发与凝结、热传导、煤体的升温、结构的松散等；化学变化包含有煤表而分子中各种活性结构与氧发生化学吸附和化学反应，生成各种含氧基团及产生多种气体，同时伴随着热效应（有放热和吸热）。由于化学反应,煤的大分子内部交联键发生重新分布，从而使煤的物理、化学性质发生变化，并进一步影响煤氧复合进程。煤氧复合过程及其放热特性随着温度、煤中孔隙率以及与空气接触的表面积等的不同而不同。本实验即是在程序升温箱中，对不同粒度的煤样分别进行加热升

4、温，在不同温度情况下，测试不同粒度煤样的耗氧特性和CO、CO2、C2H2、C2H4、C2H6等气体的产生量等白燃特性。2实验装置及原理实验装置如图1所示，在一个直径1Ocm,长22cm的钢管中，装入煤量lkg,为使通气均匀，上下两端分别留有2cm左右自由空间（采用100口铜丝网托住煤样），然后置于利用可控硅控制温度的程序升温箱内加热，并送入预热空气，采集不同煤温时产牛的气体。当温度达到要求后，停止加热，打开炉门，对装置进行自然对流降温。最后，对不同煤温时采集的气体进行气体成份分析及含量测定。测温表图1程序加热升温实验流

5、程图mut一一个流JL里计由图1可见，整个实验测定系统分为气路、控温箱和气样釆集分析三部分O2.1气路部分气体由SPB-3全自动空气泵提供，通过三通流量控制阀，浮子流量计进入控温箱内预热，然后流入试管通过煤样，从排气管经过干燥管，直接进入气相色谱仪进行气样分析。2.2试管及控温部分为了能反应出煤样的动态连续耗氧过程和气体成分变化，按照与大煤样试验相似的条件，推算出试验管面积为70.88cm2时，最小供风量为：Q小二Q大XS小/S大=41.8~83.6(ml/min)(1)式中Q小，S小分别为试管的供风量(ml/min)

6、与断面积(cm2)；Q小/S小为试管的供风强度(cm3/(min.cm2)；Q大，S大-…分别为大试验台的供风量(0・l~0・2n?/h)与断面积(0.2826m2)；Q大/S大为大实验台的供风强度(cm3/(min.cm2))；一般，煤样常温时最大耗氧速度小于2X10H)mol/(s.cm3),确定试管装煤长度为22cm,气相色谱仪的分辨率为0.5%(即最大氧浓度为20.89),为使试管入口和出口Z间的氧浓度Z差能在矿用气相色谱仪分辨范围内，最大供风量为：门％(7>S小•厶•/2xl0-1(,x70.88x22x0.

7、5“innnz7/.0.21C。1碍)e.nax=F=乔］亓X60=190.0(m//mirxln()22.4xlO320.89因此，实验供风量范围在41.8〜190.0(ml/min)之间。当流量为41.8-190.0ml/min时，气流与煤样的接触时间为：t=L•f•S小/Q=(4.1-18.65)min(2)式中：L…一煤样在试管内的高度(cm)；f•一一空隙率(％)；S小…一试管断面积(cm2)；Q供风量(cm3/min)；为了使进气温度与煤样温度基本相同，在程序升温箱内盘旋2m铜管，气流先通过盘旋管预热后再进

8、入煤样。程序升温箱采用可控硅控制调节器自动控制，其炉膛空间为50X40X30cm。在实验过程屮发现试管内松散煤样的导热性很差，在实验前期(ioor以下)，炉膛升温速度快而试管内煤样升温速度很慢，实验测定时，探头显示的温度基木上是煤样最低温度，煤样升温滞后于程序升温箱内温度，在实验后期(100°C以上)，煤氧化放热速度加快，煤样内温