雙鴨山礦區(qū)煤的自燃特性及預防技術基礎研究.pdf

1、I摘要摘要為了有效預防黑龍江省雙鴨山礦區(qū)自燃火災嚴重危害礦井安全開采的技術難題，本文應用量子化學理論及紅外光譜技術研究了雙鴨山礦區(qū)煤的分子結(jié)構(gòu)及煤氧化自燃過程中生成的指標性氣體，建立了適合雙鴨山礦區(qū)煤炭自燃的預測預報技術，應用著火活化能理論對雙鴨山礦區(qū)煤炭自燃難易做出了科學判定，根據(jù)阻化機理理論開發(fā)了適合雙鴨山礦區(qū)的新型阻化劑PCF系列產(chǎn)品，提出了以阻化防火技術為主的綜合防滅火技術。主要研究內(nèi)容和研究成果概括如下：通過對煤分子結(jié)構(gòu)的紅外

2、光譜圖譜進行分析，得到了煤分子中各官能團的歸屬，建立了雙鴨山礦區(qū)煤分子結(jié)構(gòu)。并采用量子化學密度泛函（DFT）理論計算方法，在B3LYP6311G計算水平上，對構(gòu)建的煤分子化學基本結(jié)構(gòu)單元進行了優(yōu)化，為研究該礦區(qū)的自燃機理打下理論基礎。應用傅利葉變換紅外光譜技術系統(tǒng)地研究了煤在氧化自燃過程中生成的各種氣體的紅外光譜圖譜，在研究煤在氧化自燃過程中不同溫度下生成指標氣體的規(guī)律的基礎上，建立了判定煤炭自燃的預測預報模型。并根據(jù)指標氣體取樣和環(huán)境

3、，提出有針對性的治理措施。應用著火活化能理論對雙鴨山礦區(qū)不同煤層及工作面煤的自燃難易進行了判定，研發(fā)了適合雙鴨山礦區(qū)不同煤種及不同工作面的新型阻化劑PCF系列產(chǎn)品及應用的成套技術。并提出以提高失水溫度和增大著火活化能的數(shù)值作為阻化效果的判定標準。根據(jù)判定不同煤種的自燃難易指標以及煤在氧化自燃過程中生成指標氣體濃度與溫度的關系，本研究認為了雙鴨山礦區(qū)的自燃火災防治可以優(yōu)先選擇新型阻化劑防火技術。并以阻化防火為主的原則，在工作面開采過程中噴