液态二氧化碳对不同粒径煤体的降温规律 论文

为了研究液态二氧化碳对煤样的降温规律,采用程序升温实验将不同粒径煤样进行升温得到煤样的特征温度,分别进行不同粒径煤样条件下的液态二氧化碳降温实验,分析煤样粒径对于液态二氧化碳降温的影响;将实验时间以煤的特征温度为节点划分成3个阶段,构建液态二氧化碳降温与煤样特征温度之间的关系。结果表明:煤样的粒径越大,液态二氧化碳的降温效果越好。深入探讨了液态二氧化碳在防止煤体自燃过程中的降温效应，特别是针对不同粒径的煤样进行了详细的研究。煤自燃是煤矿安全生产中的主要灾害之一，不仅威胁矿工的安全，也会导致大量煤炭资源的浪费。传统的防灭火材料如浆液、阻化剂、凝胶和三相泡沫等虽然有一定的效果，但也存在成本高、操作复杂、降温效果不理想等问题。液态二氧化碳作为一种新型的防灭火材料，因其灭火效率高、速度快、环保无污染等优点，近年来在煤矿防灭火领域得到了广泛应用。其主要的灭火机制包括窒息、冷却、抑制和阻化四个作用。尽管液态二氧化碳在实际应用和实验测定方面已有一定成果，但对于其在抑制高温煤体自燃以及煤低温氧化阶段的特征温度变化规律，研究尚不充分。本研究通过程序升温实验，首先确定了不同粒径煤样的特征温度，这通常是煤体自燃的关键阈值。接着，对不同粒径的煤样进行了液态二氧化碳降温实验，发现煤样的粒径大小直接影响了液态二氧化碳的降温效果。具体来说，粒径较大的煤样在接触液态二氧化碳后，其降温效果更显著。这一发现可能与煤粒表面的接触面积、内部孔隙结构以及热传递效率有关，大粒径煤样可能提供更大的表面积，使得液态二氧化碳能更有效地吸收和散发热量。进一步，研究人员将实验时间分为三个阶段，根据煤的特征温度进行划分，建立了液态二氧化碳降温与煤样特征温度之间的关系模型。这种关系的建立对于理解和预测液态二氧化碳在煤体自燃预防中的作用，以及优化防灭火策略具有重要意义。通过分析不同阶段的降温速率和效果，可以更精确地控制液态二氧化碳的注入时机和用量，从而提高防灭火的效率和效果。该研究揭示了液态二氧化碳在不同粒径煤体降温过程中的规律，为矿井防灭火提供了理论依据，并为未来开发更为有效的防灭火技术和制定科学的防灭火措施提供了新的视角。结合实践应用，这些发现将有助于降低煤矿自燃事故的发生，保障矿工生命安全，同时减少资源浪费，符合当前环保和可持续发展的要求。