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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
煤層自燃?xì)馊苣z阻化防滅火特性實(shí)驗(yàn)研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本文采用超聲波霧化技術(shù)對(duì)阻化劑溶液進(jìn)行霧化，得到粒徑<5 的阻化氣溶膠，然后把煤放到這種阻化氣溶膠中進(jìn)行阻化處理，采用程序升溫的實(shí)驗(yàn)方法研究阻化氣溶膠的阻化特性。
詳細(xì)介紹：
氣溶膠防滅火技術(shù)是一項(xiàng)新興的具有廣闊應(yīng)用前景的防滅火技術(shù)，它是將滅火細(xì)微顆粒彌散、懸浮于氣體介質(zhì)中形成溶膠狀態(tài)，再用氣流將其帶到擬處理區(qū)域，分別或同時(shí)以物理和化學(xué)兩種方式防滅火，即以降低空氣中氧濃度實(shí)現(xiàn)“窒息滅火”，降低燃燒溫度滅火和以切斷火焰基—鏈反應(yīng)，破壞火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的燃燒條件，降低自由基濃度，抑制鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)的化學(xué)方式滅火。由于氣溶膠防滅火機(jī)理獨(dú)特，滅火效率是CO2的8—12倍，是普通干粉滅火劑的4—6倍，滅火效能高、具有良好的環(huán)保性能，且氣溶膠分散質(zhì)顆粒懸浮性好，能在火災(zāi)空間留駐較長(zhǎng)時(shí)間，與燃燒物的接觸表面積大，具有與氣體物質(zhì)非常相似的流動(dòng)擴(kuò)散特性，可繞過(guò)障礙滲入微小空間，從而實(shí)現(xiàn)全淹沒(méi)、無(wú)死角式防滅火。 本文采用超聲波霧化技術(shù)對(duì)阻化劑溶液進(jìn)行霧化，得到粒徑<5 的阻化氣溶膠，然后把煤放到這種阻化氣溶膠中進(jìn)行阻化處理，采用程序升溫的實(shí)驗(yàn)方法研究阻化氣溶膠的阻化特性。

作品圖片

  • 煤層自燃?xì)馊苣z阻化防滅火特性實(shí)驗(yàn)研究
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作品專(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

針對(duì)煤礦現(xiàn)有防滅火技術(shù)滅火效能差、滅火材料昂貴等缺點(diǎn)，為更好地防治煤層自燃火災(zāi)，提出了氣溶膠阻化防滅火技術(shù)，對(duì)經(jīng)過(guò)阻化氣溶膠阻化處理過(guò)的煤樣進(jìn)行程序升溫實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比分析在不同溫度情況下原煤樣及阻化煤樣的煤自燃特性參數(shù)，選擇出合理的阻化劑 。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

煤層自燃是煤礦自然災(zāi)害防治的難題之一，本文率先將氣溶膠阻化劑用于煤層自燃防滅火，氣溶膠防滅火技術(shù)兼?zhèn)淞藲馊苣z滅火技術(shù)與阻化防滅火技術(shù)的雙重功效，具有高效環(huán)保、經(jīng)濟(jì)可靠的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外處于領(lǐng)先水平。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本作品以棗泉煤樣為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)氣溶膠對(duì)煤自燃有優(yōu)于常規(guī)滅火技術(shù)的防治效果，能從本質(zhì)上抑制煤自燃的發(fā)生，為煤層自燃防滅火領(lǐng)域提供技術(shù)支撐，從而減少煤炭自燃事故的發(fā)生且使生態(tài)環(huán)境得到更好的保護(hù)，有利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

學(xué)術(shù)論文摘要

以寧夏棗泉煤樣為研究對(duì)象，選取氯化鎂、磷酸二氫銨和碳酸氫鈉三種阻化劑，用超聲波霧化技術(shù)將阻化劑溶液霧化成阻化氣溶膠，采用程序升溫的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)經(jīng)過(guò)阻化氣溶膠阻化處理過(guò)的煤樣進(jìn)行程序升溫實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比分析在不同溫度情況下原煤樣及阻化煤樣的一氧化碳、二氧化碳?xì)怏w濃度與溫度的關(guān)系及計(jì)算不同溫度下耗氧速率、一氧化碳產(chǎn)生率等煤自燃特性參數(shù)，得出在102℃以前氯化鎂（20%）氣溶膠對(duì)棗泉煤樣具有很好的阻化效果。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

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同類(lèi)課題研究水平概述

現(xiàn)在煤礦常用的防滅火技術(shù)主要有預(yù)防性灌漿、惰性氣體、三相泡沫、阻化劑、均壓堵漏、膠體防滅火技術(shù)等。以上的防滅火技術(shù)各有其特點(diǎn)，而這些技術(shù)中只有阻化劑（化學(xué)阻化劑）防滅火技術(shù)兼具了物理冷卻降溫和化學(xué)抑制阻化煤自燃的雙重功效，能從本質(zhì)上抑制煤自燃的發(fā)生，達(dá)到標(biāo)本兼治的目的，而且經(jīng)過(guò)阻化作用后的煤體一般不會(huì)發(fā)生復(fù)燃。但是，目前阻化劑的噴灑、霧化、煤體預(yù)注等防滅火工藝不能很好地將阻化劑帶到擬處理區(qū)域，其主要原因是阻化劑不能長(zhǎng)時(shí)間停留在空中隨風(fēng)飄流。 氣溶膠滅火技術(shù)就是將具有防滅火性能的細(xì)微顆粒制作成氣溶膠送到處理區(qū)域，通過(guò)稀釋氧濃度、物理冷卻、化學(xué)抑制等協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)防滅火的技術(shù)手段，是最近幾十年新興起來(lái)的滅火技術(shù)。目前該技術(shù)比較認(rèn)同的分類(lèi)是冷氣溶膠滅火技術(shù)和熱氣溶膠滅火技術(shù)。由于熱氣溶膠在釋放過(guò)程中經(jīng)過(guò)氧化燃燒反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，因此不適用于應(yīng)用在煤礦井下防滅火。冷氣溶膠滅火技術(shù)是將已加工好的滅火劑超細(xì)微粒（<5μm）以氣流為動(dòng)力源將其分散在滅火空間，其阻化效果及阻化范圍明顯優(yōu)于現(xiàn)在煤礦采用的阻化工藝。 目前，關(guān)于氣溶膠阻化防滅火技術(shù)在撲滅煤自燃火災(zāi)方面國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有先例，且氣溶膠滅火劑對(duì)煤在低溫（<100℃）時(shí)的阻化作用還沒(méi)有人員進(jìn)行過(guò)研究探索。根據(jù)氣溶膠的特點(diǎn)及滅火劑的防滅火機(jī)理，氣溶膠滅火技術(shù)應(yīng)用在煤自燃阻化及撲滅煤自燃火災(zāi)方面是可行的，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，阻化氣溶膠對(duì)煤自燃具有較好的阻化效果,如果能解決氣溶膠應(yīng)用在煤層自燃防治中的工藝、裝備及其方法等問(wèn)題，它有望在防治煤自燃火災(zāi)方面發(fā)揮重要作用。
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