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风化水浸煤微观特性及氧化性能实验研究

         
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为揭示煤体水浸后在自然风干条件下的微观孔隙结构及氧化动力学参数的变化规律,本文选取永陇矿区麟游区1#堪察区崔木矿侏罗纪延安组3#煤层水浸煤样作为研究对象,实验测定了煤样水浸风化前后煤样的微观孔隙结构变化,以及煤样在高温氧化阶段及低温氧化阶段标志性气体析出浓度变化,并诠释了水浸煤自然风化过程及遗煤氧化影响因子。研究结果表明:大孔占煤样总孔隙的百分比由原始煤样中的36.71%增加至水浸60 d后煤样中的46.78%,孔径介于10~1000 nm的中孔占煤样总孔隙的百分比变化趋势不明显,微孔占煤样总孔隙的百分比由原始煤样中的31.20%降低至23.18%,其总孔隙面积并未呈现出明显增加,但煤样的平均孔径、渗透率、孔隙率发生了明显变化;外在水分对遗煤内部羰基、羧基等含氧官能团含量的提高起到促进作用,而遗煤内部进一步增强了煤的自燃倾向性,含氧官能团的增加也进一步使得遗煤在自然发火进程中生成的CO气体产物多于原始煤样;原始煤样初次及二次氧化升温、降温过程中低温氧化阶段与高温氧化阶段的表观活化能平均值为44.06,长期水浸风干煤样初次及二次氧化升温、降温过程中低温氧化阶段与高温氧化阶段的表观活化能平均值为33.71,其表观活化能平均值下降了23.49%。

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