煤炭自燃气溶胶阻化性能实验研究

煤炭是我国的基础能源,在一次能源消费结构中占75%左右,处于我国能源消费结构中的主导地位,在开采煤层中,我国大约有一半的国有矿井存在自然发火危险。随着现代科技的进步和对煤层自燃机理研究的深入,各种煤自燃火灾防治手段不断发展。其中,阻化剂防灭火技术在煤自燃火灾治理中得到了广泛的应用,并取得了良好的效果。 通过对煤层自燃机理和现今煤自燃灾害防治技术现状及特点进行分析,提出了煤自燃气溶胶阻化这一概念,以枣泉煤样为研究对象,运用正交实验方法设计了阻化气溶胶预阻化处理煤样的实验方案,然后采用程序升温实验系统以及气相色谱仪等实验设备,实验分析了磷酸二氢铵、氯化镁、碳酸氢钠三种阻化剂单一成分气溶胶状态下对枣泉煤样的阻化特性,并运用数理分析的方法对实验结果进行极差和方差分析,得到实验的最优方案为A1B3C3。通过红外光谱实验,定性和定量分析阻化后煤分子结构中活性官能团数量的变化情况,实验结果表明:经阻化气溶胶处理过的煤样,大部分在低温条件下易氧化脂肪烃类和含氧类官能团都不同程度减少,或其所在峰位置发生不同程度的偏移,从而进一步验证所选阻化剂在气溶胶状态下对煤不同活性官能团的阻化效果。 本文的研究为进一步揭示阻化剂防灭火机理提供了相关的基础数据,并为阻化剂防灭火技术的开发与应用提供了理论依据和新思路。