[发明专利]一种煤田火区治理的复燃预判测试方法

摘要

本发明涉及一种煤田火区治理的复燃预判测试方法，根据煤田火区治理后煤火的环境条件，引入了在不同氧气浓度下，煤在不同温度点停止燃烧时残余物的可燃组分指标以表征煤田火区治理的复燃特性。在具体操作时，首先利用热重分析仪将破碎筛选的煤样进行不同氧气浓度状态下的程序升温燃烧特性分析，而后通过傅里叶变换红外光谱仪获得同等条件下煤燃烧过程的原位红外三维谱图，基于以上实验数据计算出复燃指标，用以表征不同温度和氧气浓度条件下煤燃烧停止时残余煤结构的复燃性强弱，即能够预判不同燃烧状态煤田火区治理后的复燃能力大小，指导煤田火区治理防复燃工作的开展，可广泛应用于煤田火区治理技术领域。

主权项

1.一种煤田火区治理的复燃预判测试方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在真空条件下取煤田火区原生煤块的中心部分进行破碎，筛分出颗粒粒径为0.053～0.075mm之间的煤粉，而后在110℃下的真空干燥箱中干燥至恒重，得到干燥基煤样；(2)取步骤(1)中重量为M0的干燥基煤样置于热分析仪氧化铝坩埚中，并在氮气吹扫下，以2℃/min的温升率由25℃升至1000℃后恒温加热，直至煤样热解至恒重，记恒重时样品重量为M+coal，得到干燥基煤样挥发分含量Avcoal＝(M0‑M+coal)/M0；(3)将步骤(2)中的氮气吹扫切换为干空气吹扫，保持1000℃恒温，使剩余物燃烧至恒重，记恒重时样品重量为Mdcoal，得到干燥基煤样灰分含量Adcoal＝Mdcoal/M0，以及得到干燥基煤样固定碳重量MFccoal＝M+coal‑Mdcoal；(4)取步骤(1)中重量为M0的干燥基煤样置于热分析仪氧化铝坩埚中，以2℃/min的温升率由25℃起升温，并在氧气浓度为CO2的氧气‑氮气混合气体吹扫下燃烧至恒重，记恒重时样品重量为Mdchar，得到在不同温度下干燥基煤样燃烧剩余物结构重量MTchar及相应的煤焦灰分含量Adchar＝Mdchar/MTchar；(5)取步骤(1)中适量干燥基煤样置于傅里叶变换红外光谱仪的原位反应池中，并向原位反应池中通入氧气浓度为CO2的氧气‑氮气混合气体，采用程序控温仪控制反应池温度以2℃/min的温升率由25℃起升温，得到煤燃烧过程煤及煤焦的原位红外三维谱图；在1600cm‑1波数处截取芳香族烃KM吸光度随温度的实时变化曲线，获得初始值KM0及不同温度下煤燃烧剩余结构芳香族烃的KM吸光度值KMT，并计算得到在不同温度下煤燃烧剩余结构固定碳重量MFcchar＝(KMT/KM0)×MFccoal，以及得到挥发分含量Avchar＝(MTchar‑Mdchar‑MFcchar)/MTchar；(6)将以上得到的干燥基煤样灰分含量Adcoal、干燥基煤样挥发分含量Avcoal以及燃烧至不同温度煤燃烧剩余结构灰分含量Adchar、挥发分含量Avchar代入下式，计算得到在不同温度下煤燃烧剩余结构的复燃特性指数RcT：