氧通量对新疆苇湖梁煤燃烧过程及其判定指标的影响

卢宇涛; 张国强; 张飞; 张丞; 苏贺涛; 胡佳怡

doi:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0519

西安科技大学学报 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (05) : 1044 -1054. DOI: 10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0519

氧通量对新疆苇湖梁煤燃烧过程及其判定指标的影响

卢宇涛, 张国强, 张飞, 张丞, 苏贺涛, 胡佳怡

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摘要

氧通量是影响煤自燃进程的关键参数，但其调控机制及临界阈值尚不明确。为揭示氧通量对煤氧化反应动力学特性及燃烧过程的影响规律，以新疆苇湖梁煤样为研究对象，采用程序升温试验模拟煤自燃过程，并提出科学合理的煤自燃预警指标和评价模型;通过调节氧气流量，研究不同氧通量（1.043～2.433 g/s）条件下煤耗氧速率、放热强度及氧化动力学参数的变化规律，并结合生成气体（CO₂和CO）的浓度动态特征，提出了CO₂/CO和(■2项新指标，用于定量判断煤氧化程度及火灾风险。结果表明:煤样的耗氧速率与放热强度随氧通量的增加呈现出先增大后减小的趋势，且存在1.119～1.802g/s的临界氧通量，超过该值会抑制煤氧化反应;CO₂/CO能够定量表征煤氧化程度，而■与煤温呈现良好的分段线性关系，可用于快速监测火区温度并实现火势预警。研究可为煤矿火灾的精准预警和科学防控提供理论依据与技术支持，为今后优化煤火灾预警指标及防控措施奠定了基础。