新型防灭火封堵材料——固体泡沫特性参数实验研究

《新型防灭火封堵材料——固体泡沫特性参数实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、括质量、温度、热烩变化、尺寸、机械特性、声学特性、光学特性、电学及磁学特性等等。凡是测量物质的物理性质随温度变化的技术都可归入热分析之列。（2）从煤的活化能着手研究煤自燃机理TeVrucht用FTIR检测脂类C—H吸收峰强度变化求取煤氧反应活化能和速度常数。Patil用XPS考察了煤表面O/C原子比的变化，据此求出在295~398K时表观活化能为11.451kca1/mol。Martin用SIMS研究了23℃、70℃和90℃时煤表面氧浓度的变化，计算结果说明70℃前后活化能差别很大，在氧化反应的第一周内，温度小于70℃，具有以吸附

2、扩散过程为主的低活化能特征。李增华利用加速量热法研究煤炭自燃特性，建立了煤氧化反应的活化能计算方法，得到了试验煤样在缓慢氧化阶段和激烈氧化阶段的活化能数据[30]。（3）从煤分子结构模型着手研究煤自燃机理煤分子结构研究一直是煤科学领域的热点和重要的基础研究内容。Wender提出了高挥发分和低挥发分烟煤及无烟煤的结构模型，即威斯化学结构模型。迄今为止，该模型仍是煤化学界公认的比较合理的化学结构模型。shinnJH等人提出了高挥发分煤的结构模型，其结构较Wender模型更庞大。木田提出的化学结构模型中最早考虑到了煤中低分子化合物的存在

3、，但没有说明他们与大分子之间是如何作用的，Schulten等人在这方面做了大量研究。（4）从煤氧化学反应和表面反应热的角度研究煤自燃机理Ltay研究了煤的氧化机理，指出煤的低温氧化从外层开始，遵从核反应收缩模型，反应速度是由空气从氧化层的扩散控制。Continillo研究了化学吸附氧及化学反应速率，指出在不同的温度区域，该速率遵从不同的变化规律。贺敦良、徐精彩根据测定煤表面氧反应热研究煤的自燃机理，得出不同的煤其表面反应热不同，并与煤体温度有关。何萍通过对煤氧化过程中氧化的形成特征研究，选择出煤自燃指标。（5）从煤岩相学角度研究煤

4、自燃机理舒新前等从煤相学方面对神府矿区长焰煤进行研究后，认为丝炭在低温下能吸收大量氧，吸氧时放出热量，是煤炭自燃的导火索。周安宁、王晓华等在研究宁夏石嘴山矿区的气肥煤时，也发现丝炭着火点最低。张玉贵在考察了平庄褐煤和阜新长焰煤自燃过程后，认为镜煤的燃点低，自燃倾向性高。Straszheim研究认为，无-3-论煤级如何，镜质组总是最易自燃的显微组分。由此可知，从煤岩组成研究煤自燃出现了一些矛盾。另外，还有些学者采用红外光谱、FTIR谱等研究不同的煤在自燃各个阶段吸附光谱的强弱。1.2.2煤自燃影响因素煤自燃影响因素包括气候对煤自燃的

5、影响；煤堆粒度分布及空隙率对煤自燃的影响和氧浓度对煤自燃的影响。（1）气候对煤自燃的影响气候对煤自燃的影响，包括气温对煤自燃的影响、雨雪和洒水对煤自燃的影响。1）气温对煤自燃的影响煤是黑体，在阳光下暴晒能吸收大量太阳能，使煤表面温度上升，同时煤又是一种不良的导热体，煤堆内部各点温度梯度可以相差很大。据有关资料报道，大气温度的变化仅对煤层表面温度有影响，对煤堆内部的影响不大。太阳辐射对于储煤堆升温的影响仅仅只有自面上起的10～15cm左右的深度；就季节变化来说，外界气候对储煤堆温度变化仅仅只影响自表面层起1m左右的深度；而就昼夜变化

6、来说，仅仅影响约0.5m的深度。2）雨雪和洒水对煤堆自燃的影响水与煤堆自燃关系极大，根据水的物理特性，水起吸热降温作用，但由于水的热容比粉煤大很多，水蒸气在煤堆表面凝结时，会形成一层潮湿的保温层，使煤堆表面温度升高，随气温变化小。该潮湿的粉煤层也阻碍了空气向煤堆内部的渗透，降低了煤氧化作用的速度；但另一方面水与煤分子间还会发生水解反应与某些化学吸附，形成氢键，从而降低了煤活化基团的活化能，使其与氧更容易发生反应。（2）煤堆粒度分布及空隙率对煤自燃的影响煤自燃是一个非常复杂的物理化学变化的放热过程，其化学变化使煤表面分子中各种活性结

7、构与氧发生化学吸附和化学反应，生成各种含氧基团和产生多种气体产物，并伴随有化学效应。物理化学的进程随着煤与氧气的接触表面积不同而不同。也就是说煤体粒度的大小直接影响煤体的表面积大小，煤体表面积越大，与氧气接-4-触面积越大，煤氧结合程度越高，耗氧速率越大，煤的氧化放热性也就越强。通常煤的粒度分布范围广的煤，氧化自燃性越强。即煤体粒度直接影响着煤氧复合过程，对煤体的自燃性产生影响。（3）氧浓度对煤自燃的影响煤体的热量产生主要来源于煤氧复合所产生的化学吸附热和反应热，所以充分的氧气来源是热量积聚的主要影响因素。煤氧复合所产生的热量，在

8、合适的蓄热条件（如漏风强度、温度等）下就会积聚起来，引起煤体的升温，导致煤自燃。从理论上分析，煤氧复合属于固体和单种气体之间的作用，其反应速率应与反应气体浓度成正比，且基本上呈线性关系。但实际煤氧复合过程的考察并非如此，煤消耗氧的速率与氧浓度呈非线