[发明专利]为预防煤矿火灾提供数据的不同阻化剂阻化效果分析方法

摘要

一种为预防煤矿火灾提供数据的不同阻化剂阻化效果分析方法，该方法通过对阻化煤样进行着火点温度之前的煤炭氧化热动力学实验，计算此阶段的煤燃烧反应活化能，根据活化能数值大小比较不同阻化剂的阻化效果，包括以下步骤①建立活化能的氧化动力方程；②方程求解；③最概然机理函数的确定；④活化能指标数值计算，比较分析不同阻化剂阻化效果。该方法仅利用活化能指标，就能比较不同阻化剂阻化效果的分析方法，利用不同阻化剂的简单准确筛选，对减少和消除煤炭自燃所带来的危害，防治煤炭自然发火具有极其重要的意义，为煤矿企业火灾预防提供了有力的理论依据。

主权项

一种为预防煤矿火灾提供数据的不同阻化剂阻化效果分析方法，其特征在于，该方法通过对阻化煤样进行着火点温度之前的煤炭氧化热动力学实验，计算此阶段的煤燃烧反应活化能，根据活化能数值大小比较不同阻化剂的阻化效果，包括以下步骤：①建立活化能的氧化动力方程；②方程求解；③最概然机理函数的确定；④活化能指标数值计算，比较分析不同阻化剂阻化效果；(1)活化能的氧化动力方程建立为：定温条件下：dαdT=Ae-E/RTf(α)]]>非定温条件：dαdT=Aβe-E/RTf(α)]]>其中：A—指前因子，β是实验过程中恒定的加热速率(K·min‑1)，e—活化能(KJ/mol‑1),R—普适气体常数，f(α)即是微分形式下的氧化动力学机理函数；(2)方程求解；根据已建立的动力学方程，求出煤样在氧化过程中不同阶段的活化能E，通过计算分析得到Coats‑Redfern方程，在特定条件下，Coats‑Redfern方程写成其中，是分解过程中煤样质量的转化率，其中W0是煤样初始重量，W是T(t)时刻的重量，W∞是反应终了时重量，当W∞＝0时物质完全分解；(3)最概然机理函数的确定：机理函数一方面表征煤的热解过程某一阶段所属反应类型，另一方面通过机理函数能够求出反应各阶段的活化能，选取多个热解动力学方程进行运算，对热解动力学方程进行微分和积分处理，得到动力学曲线，求得最概然机理函数，当曲线的相关性系数R>0.98时，这一机理函数为最佳；(4)添加阻化剂后煤样活化能对比煤样在受热分解阶段活化能比吸氧增重阶段增加一倍，在初期的吸氧增重阶段，添加次磷酸铝煤样活化能增加9.82KJ/mol‑1，添加次磷酸钠煤样活化能增加6.72KJ/mol‑1，次磷酸铝效果好于次磷酸钠。