扩散条件下褐煤正向阴燃特性的初步研究.pdf

《扩散条件下褐煤正向阴燃特性的初步研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、煤矿现代化2012年第5期总第110期扩散条件下褐煤正向阴燃特性的初步研究张世明，李建章，曹华2(1．神华神东煤炭集团公司，陕西榆林719315；2．鄂尔多斯煤炭局，内蒙古鄂尔多斯017000)摘要基于传热学及燃烧学理论，用自行设计的阴燃实验装置对褐煤进行了正向阴燃实验，主要是针对正向阴燃过程中的温度及特征气体浓度变化进行了连续测定。通过分析实验数据，研究了褐煤正向阴燃时的引燃特性、耐火性和传播特性。研究结果表明，褐煤具有易引燃、阴燃传播速度慢、高温维持时间长、保存火种能力强的特点，通常是地下煤矿的一个重大安全隐患。关键词褐煤；正向阴燃；阴燃特性中图分类号：TD75~

2、．1文献标志码：B文章编号：1009—0797(2012)05—0031—03阴燃是指在氧气不足、温度较低或湿度较大的机粉碎成粒径为2mm～10ram的小颗粒。条件下，固体物质发生的只冒烟而无火焰的一种燃烧1．2实验过程形式rI】，是灾害燃烧中特有的燃烧现象[21，如地下煤矿1．2．1含水率的测定的煤层燃烧等嘲；它属于固体物质特有的燃烧形式，液将粉碎后的煤样立即测定其质量M，然后将其体或气体物质不会发生阴燃。阴燃一般发生在火灾的烘干至绝干测定其质量M，再根据公式r=[(M—M)初期阶段，预防火灾的发生就要从预防阴燃的发生开／M1×100％计算煤样的含水率。褐煤样品的常

3、见物始。地下煤矿煤层阴燃常见的危害有：①在较低的理参数见表1。温度下发生，燃烧速度较慢，潜伏期长难以发现，因此表1煤样样品的物理性质潜在危险很大；②一旦形成阴燃火区不但直接破坏了褐煤10．98．3239．3607832～10煤层在地下较稳定的赋存状态，而且还会释放大量的有毒有害气体；③阴燃余灰在一定的条件下(如改变1．2．2阴燃买验方法通风条件，增大氧气供给率，减少热损失率或可燃物(1)实验装置。主要由一个小型实验台(自行设中水分蒸发到一定的程度)，往往会使其转捩为明火计)和数据采集部分组成。其中实验台尺寸为加速火灾的蔓延，使井下煤层大面积着火并引发煤尘400mmX4

4、00ram×76mm，其四周及其上下均用40mm与瓦斯的燃烧和爆炸，其后果往往是不堪设想的；特厚的硅酸铝纤维板进行隔热，如图1所示。在实验台别是我国的西北地区，大多数属于干旱和半干旱气中的模拟巷道与煤层中选取有代表意义的12个测候，煤层较厚且覆盖较浅，加之煤层漏头多，更容易使点，其中1号测点距离巷道口60ram，2、3号测点相距煤层发生氧化阴燃，严重威胁着煤炭资源的正常开发50mm，其余各测点相互间距均为30mm。K型热电偶和利用；④阴燃过程长时间持续产生的大量酸性腐蚀从实验台下面由下至上插人对应的测点，外接一个性气体，会改变电子元器件材料的导电性能，进而损12通道的

5、无纸数据记录仪，采集阴燃温度并以MDB坏电子元器件或仪器使起的基本功能失效；⑤煤层阴形式的文件存储到硬盘中，温度数据采集间隔时间燃形成的大面积空间，会使得地表发生较大规模的不设置为0．1s，即每隔0．1s保存1次温度数据。规则下沉，形成地表破碎带或塌陷区。(2)实验步骤。在实验过程中，首先开启无纸数据记录仪以记录当时的环境温度，实验室的环境温1煤样与实验方法度在18℃～25℃；然后接通加热棒的电源，在扩散条1．1实验煤样件下进行加热，随后发现实验台中的煤样迅速以淡阴燃煤样源自神东矿区某矿的褐煤，该褐煤的蓝色有焰火的形式剧烈燃烧，火焰大概持续3分钟特点是水分大、比重小、

6、不粘结，含有不同数量的腐后自动熄灭，此时通过无纸数据记录仪发现熄灭的植酸，煤中含氧量高达15％～30％左右，化学反应强，这部分碳粒温度相当高，然后开始撤离加热棒，让煤存放在空气中易分化变质。为了提高实验数据的准样不再受到强迫热源的作用。由于实验台进行了隔确性，减少误差，我们在采煤工作面新暴露的煤壁采热措施，在短时间内会积集大量的热，煤炭颗粒开始集新鲜煤样并现场封存。试验时将大块煤样用破碎发生热解氧化反应，靠自身的反应决定燃烧能否维持下去。当温度记录仪显示温度不断增加且增加幅基金项目：国家自然科学基金资助项目(50844035)·31·煤矿现代化2012年第5期总第11

7、0期度比较缓慢，此时说明阴燃已经进入稳定传播状态。有焰火的转捩，此时阴燃温度上升慢、阴燃速度传播此次阴燃实验全程持续了30h。实验结束后，将记录慢、阴燃不容易维持甚至趋于熄灭。的数据导出保存，然后关闭仪器，并及时清理了实验台以备下次使用。广图2褐煤阴燃过程的温度历程曲线2．2阴然特性的分析阴燃特性是指燃料能在其内部维持阴燃趋势的特征，它表征了燃料阴燃时是否能放出足够的热量，并且在一定条件下是否能将自身或邻近的材料引燃进行稳定传播等。由燃烧学理论可知ll0l，研究火灾的阴燃特性通常指引燃特性、耐火性、传播稳定性、燃烧完整性、燃烧均匀性和燃烧产物特性等，