煤炭绝热低温氧化研究

本项目拟定利用绝热低温自热氧化法，煤样被放置在热量损失最小的绝热反应容器内，反应器被放置在绝热箱或油浴中，干燥或潮湿的氧气或空气在绝热箱预热后通过反应容器，箱内温度被自动控制小于反应器的煤样氧化自热升温，以达到热量最小损失。该方法关键是高精度的绝热氧化装置，模拟煤炭低温氧化的热过程，通过检测煤自热氧化温度和气体浓度，不仅考察了煤氧复合放出热量，而且研究煤与氧作用速度和作用量，进而研究得到褐煤、烟煤和无烟煤低温氧化温升速率、放热速率和氧气消耗速率，为煤低温氧化机理提供新的认识；应用绝热低温氧化过程中产生的一氧化碳(CO)、二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烷等气体，研究得到煤氧化气体产生速率；根据煤煤低温自热氧化过程气体产生率、温升速率和放热速率变化，为煤炭自燃火灾定量预测预报提供新途经。

煤炭自燃火灾是煤矿重大灾害之一，煤炭低温氧化过程是煤炭自燃火灾的前期孕育过程。本项目通过开展煤低温氧化自热理论研究、煤低温氧化过程中微晶结构变化和电子自旋共振参数变化、松散煤体热物性测试和煤低温绝热氧化自热实验研究，研究得到了煤低温氧化过程中微晶结构变化和电子自旋共振参数变化规律，研发了松散煤体热物性测试系统和煤低温绝热氧化自热实验系统，测试了烟煤与无烟煤导热系数、热扩散率和比热容，研究了不同煤种煤低温氧化过程中的温度、升温速率、放热速率等宏观特性，提出了平均自热温升速率来定义自热速率指数(R70)和自燃临界温度相结合的方法判断煤的自燃倾向性方法，研究成果对煤低温氧化发展过程的预测预报，制定有效的防灭火措施，减少防灭火工作的盲目性，保障煤矿安全生产具有重要的意义。.项目的研究始终按计划进行，较好地完成项目考核相关技术指标，研究的成果主要反映在学术论文、专著和专利等方面，发表学术论文16篇，其中EI收录2篇，申请实用新型专利1项，出版科技专著1部。成功举办国际会议1次，参加国外学术交流4人次，培养相关研究生3人。