基于F-K理论的大体积煤堆自燃特性试验研究

为预测大体积低品质煤炭自然发火温度,采用恒温加热系统和气体检测分析系统,研究煤堆的自热特性。根据Frank-Kamenetskii边界条件理论,并结合自然对流和临界自燃着火点研究方法,分析煤堆内部的温度变化、水分蒸发及能量转变情况,进而探讨环境温度、氧化气体和煤自燃倾向性的关系。结果表明:煤样水分含量是导致其自热升温曲线出现下降阶段的重要因素,煤堆内部不同位置其温度下降阶段持续的时间不同;自热反应所产生气体浓度随煤温的升高而增高;未燃状态下,氧化作用最强阶段位于温度上升初始段后期;自然对流和低温氧化导致煤堆体积缩减,环境温度越高体积缩减程度越大;煤样临界自燃着火点研究方法可有效应用于大体积煤堆自燃着火点预测。     

N-长链碳酰基-L-苯丙氨酸单甲基聚乙二醇酯的合成及其性质研究

以L-苯丙氨酸、长链烷基（C₁₂/C₁₄/C₁₆/C₁₈）酰氯和聚乙二醇单甲醚（MPEG,M_n=350,550,750,1 000 g/mol）为原料,合成了一系列新型非离子型表面活性剂N-长链碳酰基-L-苯丙氨酸单甲基聚乙二醇酯（Rn-L-MPEG）,系统研究了表面张力、界面张力和土壤吸附性与其结构之间的关系。结果表明：随着MPEG分子量的增大,Rn-L-MPEG的表面张力逐渐下降;随着酰氯中烷基链的增长,Rn-L-MPEG的表面张力呈现增大趋势,系列表面活性剂中R12-L-MPEG1000具有最低的表面张力28.11 mN/m;Rn-L-MPEG的界面张力随分子结构变化的规律同表面张力;随着MPEG分子量的增大,Rn-L-MPEG的饱和吸附量逐渐增大,随着酰氯中烷基链的增长,Rn-L-MPEG的饱和吸附量呈现下降趋势。     

基于信号注入和分散检测的井下供电系统防越级研究

为有效解决煤矿井下供电系统短路引起的越级跳闸问题,从注入信号分散检测单相接地故障原理出发,提出基于信号注入和分散检测相结合的单相接地故障选线理论,增加一个零序电流到故障电路中,将理想零序电流提供给故障系统,并利用模拟元件搭建测试系统测试注入信号检测部分,构建测试模型实现电网系统单相接地故障,并利用井下配电网数字光纤通信式保护器,解决井下供电系统发生故障后的快速、准确动作和故障隔离问题。结果表明：通过注入主频80 Hz,幅值40 mA的信号,信号滤波算法能够滤除工频及其谐波等信号的干扰,在注入信号的频率小范围偏移时,装置能准确检测和提取注入信号以便判断故障。     

悲怆“百草王”独吟“长恨歌”

现今,野生人参的价格与黄金一样昂贵,在利益的驱使下,人们毫无顾忌地采挖这种已经成为国家一级保护物种的珍稀植物。长白山莽莽苍苍的林海充满了无限生机,然而这种生机对于野生人参十分渺茫,野生人参的生存状况在人类无休止的欲求面前已经濒临绝境。与此同时,在东北已有300多年的人参种植业也面临困境。     

采空区地下遗煤燃烧-地表碳通量相关性分析

为探究复杂条件下地表碳通量对地下遗煤自燃的响应机制,通过长期监测阜新海州露天矿采空区上覆地表碳通量、土壤温度、地表裂缝、环境风速、土壤湿度等数据,并结合现场试验,研究遗煤燃烧与地表碳通量的相关性,分析地表裂缝、环境风速、土壤湿度等因素对地下煤自燃-地表碳通量的影响特征。结果表明：地下遗煤燃烧是触发地表碳通量异常响应的根本因素,碳通量与土壤温度分布呈正相关;裂缝是影响地表碳通量分布的主要因素,环境风速与地表碳通量基本呈正相关,地表碳通量一般不受土壤湿度影响,但受降雨影响较大。     

聚丙烯酸酯反相破乳剂制备条件优化及性能评价

以甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酸乙酯(EA)为原料,通过乳液聚合制备了聚丙烯酸酯类反相破乳剂P(EA-MAA)。通过单因素实验考察了各因素对产物分子量、乳液粒径中值、聚合物凝胶残渣以及产物除油性能的影响,实验结果表明：在单体总质量分数为10%、单体配比(EA﹕MAA)为1:1,单体加入顺序为先EA后MAA,反应温度70℃,引发剂用量为1‰(占单体总质量分数),反应时间为6h的条件下,制备的P(EA-MAA)分子量大,粒径中值小,聚合物凝胶残渣少,除油率达到94.7%。     

堆积状态下低品质煤临界自燃着火点测定与研究北大核心CSCD

为了研究低品质煤炭堆积状态下内部自热理论,采用临界自燃着火点理论和Frank-Kamenetskii模型研究了煤堆内部热产生与热散失平衡理论以及煤堆表面的换热现象;并应用设计研发的煤堆热扩散率及温度监测实验装置和测定方法来评估低品质煤样(褐煤以及亚烟煤)临界自燃温度。结果表明:煤样堆积状态下临界自燃着火点温度可通过实验室内测定分析不同体积网框在不同环境温度条件下自热曲线得出;同体积条件下,临界自燃着火点随着煤品质的升高而增加;在140℃环境条件下,1#,2#和3#煤样在快速升温的前20 min内,温度变化趋势相似;在60~65℃,3种煤样出现温度转折点,升温速率开始减缓;根据煤样临界自燃着火点温度结合F-K热发火边界条件理论得出的堆积体积与着火点耦合关系式可预测大体积煤样自燃倾向性及临界自燃温度。     

露天矿遗煤区地表CO_2通量变化规律测试分析

探索了通过采空区上部地表CO_2通量变化判定遗煤自燃状态的实验理论及方法,并根据地表和大气间的扩散原理,采用自主研发的土壤气体监测系统,对采空区上覆地表CO_2通量进行了连续测定。研究结果表明:采空区遗煤自燃对其上覆地表CO_2通量变化有较大影响;采空区年限及遗煤氧化自热程度影响地表CO_2通量的大小;自燃带地表CO_2通量明显大于窒息带。地表CO_2通量变化能反映采空区漏风量对遗煤自燃的影响;研究地表CO_2通量变化规律,能够帮助了解采空区遗煤自燃火区的发育方向、范围等相关问题。研究对废弃矿井采空区地表环境评估,废弃矿井采空区遗煤氧化自燃的危险性评估以及浅埋煤层氧化自燃发火进行程度的探测具有重要意义。     

粒径对褐煤自燃阶段临界温度影响的试验研究

为研究褐煤在堆积状态下的自然发火特性,开展实验室试验,基于Frank-Kamenetskii理论,采用开放式恒温加热方法,将6种不同粒径的褐煤煤样分别放入5、10和15 cm等尺寸的立方体网篮,组成18个自然堆积状态的煤堆,并置于不同的恒温条件下,研究煤堆的升温过程,探讨粒径对煤氧化过程中自燃阶段临界温度的影响。结果表明:煤堆的升温过程可分为初始升温、缓慢升温、快速升温和自燃(或温度回落)4个阶段;在煤堆体积相同时,煤样粒径的减小会使自燃阶段临界温度降低,随着煤堆体积的增大,粒径影响逐渐减弱直至可被忽略。     

堆积状态下低品质煤临界自燃着火点测定与研究

为了研究低品质煤炭堆积状态下内部自热理论,采用临界自燃着火点理论和Frank-Kamenetskii 模型研究了煤堆内部热产生与热散失平衡理论以及煤堆表面的换热现象;并应用设计研发的煤堆热扩散率及温度监测实验装置和测定方法来评估低品质煤样（褐煤以及亚烟煤）临界自燃温度。结果表明:煤样堆积状态下临界自燃着火点温度可通过实验室内测定分析不同体积网框在不同环境温度条件下自热曲线得出;同体积条件下,临界自燃着火点随着煤品质的升高而增加;在140 ℃ 环境条件下,1#,2# 和3# 煤样在快速升温的前20 min内,温度变化趋势相似;在60~65 ℃,3种煤样出现温度转折点,升温速率开始减缓;根据煤样临界自燃着火点温度结合F-K热发火边界条件理论得出的堆积体积与着火点耦合关系式可预测大体积煤样自燃倾向性及临界自燃温度。