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《煤氧化自燃微觀特征及其宏觀表征研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、StudyontheMicrocosmicCharacteristicsandMacroParametersintheProcessofCoalOxidationandSpontaneousCombustionDissertationSubmittedtoXi’anUniversityofScienceandTechnologyInPartialFulfillmentoftheRequirementFortheDegreeofDoctorofEngineeringBy:ZhangYanniSafetyTechnologyandEngineeringD
2、issertationDirectedby:ProfessorLiShugang&DengJunJune,2012西安科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性說明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及其取得研究成果。盡我所知，除了文中加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得西安科技大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了感謝。學(xué)位論文作者簽名：日期：學(xué)位論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明書本人完全了解學(xué)校有關(guān)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的規(guī)定
3、，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于西安科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本人允許論文被查閱和借閱。學(xué)校可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時(shí)本人保證，畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的文章一律注明作者單位為西安科技大學(xué)。保密論文待解密后適應(yīng)本聲明。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日論文題目：煤氧化自燃微觀特征及其宏觀表征研究專業(yè)：安全技術(shù)及工程博士生：張嬿妮（簽名）指導(dǎo)教師：李樹剛（簽名）鄧軍（簽名）摘要我國大部分煤層
4、屬于自燃、易自燃煤層，煤自燃火災(zāi)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，并嚴(yán)重威脅煤礦的安全生產(chǎn)。本論文采用實(shí)驗(yàn)分析和量子化學(xué)模擬的方法，針對(duì)不同變質(zhì)程度煤樣的氧化自燃過程，研究煤氧化自燃的微觀特征與宏觀表征特性，以進(jìn)一步揭示煤自燃機(jī)理，對(duì)煤自燃預(yù)測和防治技術(shù)的研究具有重要的理論指導(dǎo)意義。采用比表面積測定儀，X-射線衍射儀和煤自燃傾向性測定儀等，分析了煤質(zhì)、比表面積和孔隙率與煤樣變質(zhì)程度間的關(guān)系，研究了煤的芳香微晶結(jié)構(gòu)和煤物理吸氧特性隨變質(zhì)程度、氧化溫度和煤樣粒度的變化規(guī)律，得出煤芳香微晶結(jié)構(gòu)的變化會(huì)導(dǎo)致煤宏觀物理、化學(xué)特性的變化，以及表征煤氧物理吸附特性的活
5、性時(shí)間和吸氧量與煤變質(zhì)程度、溫度和粒度的關(guān)系。利用傅里葉變換紅外光譜儀研究了不同條件下煤樣的紅外光譜特征，得出煤分子中官能團(tuán)隨煤變質(zhì)程度、氧化溫度和煤樣粒度的變化規(guī)律，確定出煤分子中發(fā)生氧化反應(yīng)的主要官能團(tuán)及其氧化時(shí)的變化特征；并采用量子化學(xué)軟件對(duì)主要活性基團(tuán)分步氧化歷程進(jìn)行了模擬計(jì)算，分析了反應(yīng)過程中的活化能及相關(guān)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，得出不同活性基團(tuán)反應(yīng)活化能、反應(yīng)焓變的差異導(dǎo)致其對(duì)煤氧化自燃貢獻(xiàn)的不同；證實(shí)了煤分子中橋鍵、側(cè)鏈的活性較高，是煤氧化自燃的主要誘因，其中羧基是標(biāo)志煤氧化的一個(gè)重要基團(tuán)，一氧化碳是煤氧化自燃的主要宏觀標(biāo)志性氣體，從微觀角
6、度上解釋了煤分子微觀結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致了不同煤樣氧化自燃本質(zhì)屬性的不同。根據(jù)油浴程序升溫實(shí)驗(yàn)，研究了不同變質(zhì)程度煤樣氧化自燃的耗氧速率、氣體產(chǎn)生速率、放熱強(qiáng)度等宏觀表征參數(shù)的變化規(guī)律，分析了煤樣粒度對(duì)宏觀表征參數(shù)的影響關(guān)系，通過對(duì)宏觀表征參數(shù)的微觀分析，研究了不同煤樣宏觀特性變化規(guī)律與其微觀特征變化之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得出了煤氧化自燃宏觀表征參數(shù)的微觀解釋。關(guān)鍵詞：煤氧化；自燃；微觀特征；活性基團(tuán)；宏觀表征研究類型：應(yīng)用基礎(chǔ)Subject:StudyontheMicrocosmicCharacteristicsandMacroParametersintheP
7、rocessofCoalOxidationandSpontaneousCombutionSpecialty:SafetyTechnologyandEngineeringName:ZhangYanni（Signature）Instructor:LiShugang（Signature）DengJun（Signature）ABSTRACTAmajorityofcoalseamsinourcountryarepronetospontaneouscombustion,whichpollutesenvironment,depletepreciouscoalres
8、ourcewithnobenefitandseriouslythreatensminingproductio
