基于热重分析的红庆河煤自燃热动力学研究 论文
为有效防治红庆河矿煤层自然发火灾害，研究团队利用同步热分析仪，在不同升温速率下（5，10，15，20 K/min），对该矿不粘煤样品进行了测试。研究过程中，数据采用了Atava推断法与Popescu法进行动力学分析。结果表明，在相同温度下，升温速率越小，煤的反应程度越高。这为进一步探讨煤自燃现象的研究提供了基础支持。
研究确定了红庆河煤在自燃升温过程中的8个特征温度点及其阈值，并将自燃升温过程划分为五个阶段，即水分蒸发及气体脱附、吸氧增重、热分解失重、燃烧阶段以及燃尽阶段。这些阶段的划分为煤自燃预防的技术开发提供了理论依据。在第Ⅰ阶段，研究发现最显著的机理函数符合二维扩散Jander方程，明确了该阶段煤的氧化动力学模式。对于第Ⅰ阶段的氧化动力学过程，研究还计算了不同升温速率下的活化能与指前因子，分别为：64.35、110.91、70.42、59.72 kJ/mol，指前因子分别为3.51×10^14，1.29×10^21，3.41×10^15，1.23×10^14 s^-1。这些数据揭示了不同升温速率下，煤氧复合反应程度的差异，进一步为自燃预警技术提供了支撑。
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