煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期的快速測(cè)試

王德明,亓冠圣,戚緒堯,辛海會(huì),仲曉星,竇國(guó)蘭

(1．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇徐州 221116;2．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院,江蘇徐州 221116)

煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期的快速測(cè)試

王德明1,2,亓冠圣1,2,戚緒堯1,2,辛海會(huì)1,2,仲曉星1,2,竇國(guó)蘭1,2

(1．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇徐州 221116;2．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院,江蘇徐州 221116)

基于煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期確定煤的自燃傾向性是一種科學(xué)、可靠的鑒定方法。但由于在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試煤在絕熱條件下的實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期周期長(zhǎng),難以實(shí)現(xiàn)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化,此方法的應(yīng)用受到限制。因此研究煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期的快速測(cè)試方法具有重要意義。通過(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)研究,確定70℃時(shí)煤樣罐出氣口的氧氣體積分?jǐn)?shù)(C70)與交叉點(diǎn)溫度(Tcpt)是分別能體現(xiàn)出煤在低溫緩慢氧化階段及快速氧化階段氧化升溫特性的特征參數(shù)。通過(guò)程序升溫測(cè)試煤低溫氧化過(guò)程的特征參數(shù)C70指標(biāo)和Tcpt指標(biāo),實(shí)現(xiàn)了煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期的快速測(cè)試。基于程序升溫測(cè)試得到的實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期與絕熱測(cè)試結(jié)果的一致性表明了此方法的準(zhǔn)確性、可靠性及基于實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期確定煤的自燃傾向性的可行性。

煤;實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期;自燃傾向性;耗氧;交叉點(diǎn)溫度

煤自燃是礦井開(kāi)采過(guò)程中的主要災(zāi)害之一。我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定:開(kāi)采容易自燃和自燃煤層的礦井必須采取綜合預(yù)防煤層自然發(fā)火的措施。開(kāi)展防治煤自燃工作,首先需對(duì)煤自然發(fā)火危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。煤自燃傾向性這一評(píng)價(jià)指標(biāo)的科學(xué)鑒定是搞好礦井防滅火工作的基礎(chǔ)。

煤的自燃傾向性是煤的內(nèi)在屬性之一,并不與風(fēng)流速度、空氣濕度等外部環(huán)境因素相關(guān)。因此絕熱氧化測(cè)試方法是最為認(rèn)可的科學(xué)的自燃傾向性的鑒定方法。因?yàn)榻^熱測(cè)試通過(guò)盡量消除環(huán)境散熱對(duì)煤氧化升溫的影響,使煤僅僅依靠自身產(chǎn)生的熱量而升溫,能夠反應(yīng)出煤的原始氧化屬性[1-5]。煤處于以恒定速率程序升溫的測(cè)試爐內(nèi)時(shí),其溫度不斷升高,煤溫開(kāi)始超過(guò)爐溫時(shí)的溫度被稱(chēng)為交叉點(diǎn)溫度[6](用Tcpt表示)。超過(guò)交叉點(diǎn)溫度后,煤的自熱溫升曲線表現(xiàn)為垂直上升,煤溫會(huì)迅速升高達(dá)到著火點(diǎn),進(jìn)入難以控制狀態(tài)[1,7]。煤在絕熱氧化過(guò)程中從起始溫度到交叉點(diǎn)溫度所用的時(shí)間稱(chēng)為煤的實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期。煤的氧化產(chǎn)熱能力越強(qiáng)及其溫升速率越快,則煤的實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期就越短,煤的自燃傾向性越高。實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期是煤絕熱氧化過(guò)程中的時(shí)間參數(shù),能夠直觀地反映出煤氧化升溫能力的強(qiáng)弱,基于實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期確定煤的自燃傾向性是一種科學(xué)的鑒定方法。

但是在實(shí)驗(yàn)室采用絕熱爐測(cè)試一個(gè)煤樣需要數(shù)天到數(shù)月[8-10],不能滿(mǎn)足對(duì)大量煤樣的快速測(cè)試需求,也無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化,因此基于實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期鑒定煤自燃傾向性方法的應(yīng)用受到了限制。本文通過(guò)測(cè)試煤低溫氧化過(guò)程中不同階段的特征參數(shù),實(shí)現(xiàn)了基于程序升溫測(cè)試的煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期的快速確定,使得基于煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期確定煤自燃傾向性具有了可行性。

1 煤低溫氧化過(guò)程的特征參數(shù)

1.1 煤低溫緩慢氧化階段

煤在70℃之前的氧化升溫過(guò)程稱(chēng)為緩慢氧化階段。在該階段煤與氧之間由物理吸附逐漸向化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)過(guò)渡,該階段熱量的產(chǎn)生是煤氧復(fù)合作用的結(jié)果。同等條件下,煤與氧結(jié)合的能力越強(qiáng),耗氧越多,氧氣吸附熱和化學(xué)反應(yīng)釋放熱越多,溫升速率越快。耗氧量能充分反應(yīng)緩慢氧化階段的反應(yīng)特性。煤與氧反應(yīng)的表達(dá)式為

式中,Ro為煤氧化反應(yīng)速率,℃/h;κ為反應(yīng)速率常數(shù);r(O2)為O2的消耗速率,mol/(m3·s)。

在煤氧化升溫過(guò)程中,假設(shè)經(jīng)預(yù)熱后的干燥空氣氣流僅沿煤樣罐的軸向流動(dòng)(規(guī)定沿軸向由下向上為x方向),則從煤樣罐底部沿煤樣罐軸向dx處煤體的氧氣消耗速率為

式中,S為煤樣罐的橫截面積,m2;vg為氣流速率,m3/s;C(O2)為干燥空氣氣流經(jīng)煤體前后的O2體積分?jǐn)?shù)減小值,%;C′為濃度換算系數(shù);β為修正系數(shù)。

對(duì)式(2)積分,得

式中,L為煤樣罐中煤樣的高度;m為由于阿倫尼烏斯公式中存在E/T(活化能/溫度)的線性偏差導(dǎo)致的,可通過(guò)絕熱氧化測(cè)試參數(shù)進(jìn)行求解。

因此70℃時(shí)煤的溫升速率(R70)可表達(dá)為

式中,C70為70℃時(shí)煤樣罐出氣口的氧氣體積分?jǐn)?shù),%;20．96%為干燥空氣中的氧氣體積分?jǐn)?shù)。

在70℃前的緩慢氧化階段內(nèi),煤的絕熱溫升曲線近似一條直線,即緩慢氧化階段內(nèi)煤的溫升速率近似為定值。因此70℃時(shí)煤的溫升速率R70可以表示緩慢氧化階段的平均溫升速率。根據(jù)式(4),煤樣罐尺寸、氣流速率等參數(shù)近似為定值時(shí),R70與70℃時(shí)煤樣罐出氣口的氧氣體積分?jǐn)?shù)(C70)呈線性、負(fù)相關(guān)關(guān)系。C70越小,R70越大;反之,C70越大,R70越小。因此,C70是能反映煤在緩慢氧化階段氧化升溫能力的特征參數(shù)。

1.2 煤低溫快速氧化階段

70℃至Tcpt的迅速升溫過(guò)程稱(chēng)為快速氧化段。在緩慢氧化階段產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)煤氧絡(luò)合物在該階段開(kāi)始迅速分解,產(chǎn)生大量的活性位點(diǎn)[11]。此時(shí)不僅大量的活性官能團(tuán)和自由基與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱量,煤中自身存在的自由基以及氧化作用過(guò)程中產(chǎn)生的自由基類(lèi)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元也開(kāi)始與煤中的非自由基類(lèi)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元迅速的發(fā)生放熱反應(yīng),多種反應(yīng)模式共同存在產(chǎn)生大量的熱量促進(jìn)煤溫的迅速升高[7]。由于自由基或自由基類(lèi)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元與非自由基類(lèi)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元反應(yīng)產(chǎn)生的熱量占有很大比重,并且該類(lèi)反應(yīng)過(guò)程中并沒(méi)有氧氣的參與,因此難以再用耗氧量的大小來(lái)反映該階段溫升速率的快慢。

煤的氧化產(chǎn)熱升溫能力在宏觀上最終表現(xiàn)為溫升速率的快慢,而Tcpt是衡量煤快速氧化階段溫升速率快慢的指標(biāo)[12]?？焖傺趸A段內(nèi)溫升速率快,Tcpt低;反之快速氧化階段內(nèi)溫升速率慢,Tcpt就高。因此,Tcpt這一宏觀指標(biāo)是可以直觀地反映出煤在快速氧化段內(nèi)氧化升溫能力的特征參數(shù)。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 煤樣的采集與制備

實(shí)驗(yàn)所用的7個(gè)煤樣包括從褐煤到無(wú)煙煤的不同煤階煤,煤樣的工業(yè)分析與元素分析見(jiàn)表1。在工作面取5 kg的煤塊用塑料袋包裹嚴(yán)密之后直接寄往實(shí)驗(yàn)室。為防止煤樣的預(yù)氧化,煤塊存放在溫度為0℃的冷藏室中,僅在實(shí)驗(yàn)之前取出煤塊,并取中心部分在真空手套箱中研磨,篩選出40～80目的煤樣。

表1 煤樣的工業(yè)分析與元素分析Table 1 Proximate and ultimate analyses of coal samples

2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.2.1 絕熱氧化測(cè)試

通過(guò)絕熱測(cè)試得到煤的實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期,并且選擇起始溫度為40℃。實(shí)驗(yàn)裝置采用自發(fā)研制的煤自燃特性綜合測(cè)試系統(tǒng)(圖1)。稱(chēng)量50 g磨好的煤樣裝入煤樣罐中,連接熱電偶和氣路,向煤樣罐中通入 100 mL/min的 N2。首先將控溫箱設(shè)定為40℃,恒溫運(yùn)行48 h以干燥煤樣;然后將N2流量調(diào)整為20 mL/min,繼續(xù)恒溫運(yùn)行24 h,系統(tǒng)穩(wěn)定后,迅速切換為20 mL/min的O2;再將控溫箱內(nèi)的溫度控制方式調(diào)整為0℃跟蹤控制,同時(shí)啟動(dòng)溫度采集系統(tǒng)每20 s采集一次煤溫與爐溫。待煤樣溫度達(dá)到Tcpt時(shí)切斷電源與氣體,清理煤樣罐以備下次使用。煤樣從40℃絕熱升溫到Tcpt所需要的時(shí)間即為煤的實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期。

2.2.2 程序升溫測(cè)試

圖1 煤自燃特性綜合測(cè)試系統(tǒng)Fig．1 Integrated test system for coal spontaneous combustion characteristics

通過(guò)程序升溫實(shí)驗(yàn)快速測(cè)試煤低溫氧化過(guò)程的特征參數(shù)C70與Tcpt。測(cè)試系統(tǒng)同樣采用圖1所示裝置。首先稱(chēng)量 50 g磨好的煤樣放入煤樣罐并在100 mL/min的N2流中干燥48 h。然后設(shè)定控溫箱為40℃恒溫運(yùn)行并且干燥空氣以96 mL/min通入煤樣罐。待煤溫達(dá)到 35℃ 時(shí)將干燥空氣調(diào)整為8 mL/min。等煤溫達(dá)到 40℃時(shí),設(shè)定控溫箱為0．8℃/min程序升溫,同時(shí)開(kāi)啟數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集煤溫與爐溫。當(dāng)煤溫達(dá)到70℃時(shí),迅速測(cè)試煤樣罐出口中氣體的氧氣體積分?jǐn)?shù)C70,同時(shí)將干燥空氣調(diào)整為96 mL/min。當(dāng)煤樣溫度超過(guò)控溫箱溫度5℃時(shí)停止數(shù)據(jù)采集,并記錄煤樣的 Tcpt。關(guān)閉儀器與氣體,清理煤樣罐以備下次使用。

3 結(jié)果與分析

3.1 絕熱與程序升溫測(cè)試結(jié)果

表2和表3為各煤樣的絕熱測(cè)試和程序升溫測(cè)試數(shù)據(jù)。絕熱測(cè)試得到的各煤樣的實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期(t)相差很大,從北皂煤到卡不梁煤,實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期逐漸由27．424 h增加到248．605 h,表明煤的自燃傾向性逐漸降低。同時(shí)隨著煤階的增長(zhǎng),煤在70℃消耗的氧氣量越來(lái)越少,溫升速率越來(lái)越低Tcpt逐漸增大。

3.2 實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期的快速測(cè)試

在1．1節(jié)理論分析了煤在緩慢氧化階段的平均溫升速率R70與70℃時(shí)煤樣罐出氣口中氧氣的體積分?jǐn)?shù)C70的相關(guān)性,確定C70是能夠體現(xiàn)煤緩慢氧化階段氧化特性的特征參數(shù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C70與R70進(jìn)行回歸分析,如圖2所示,線性擬合相關(guān)系數(shù)為0．967 7,擬合公式為式(5)。

與理論推導(dǎo)關(guān)系式相比,基于絕熱氧化實(shí)測(cè)結(jié)果擬合得到的R70與C70也呈線性、負(fù)相關(guān)關(guān)系,且公式結(jié)構(gòu)一致。表明C70越小,煤在緩慢氧化階段的耗氧量越大,煤中各活性基團(tuán)與氧氣的吸附熱及化學(xué)反應(yīng)釋放熱越多,煤的溫升速率越高。因此可以通過(guò)程序升溫實(shí)驗(yàn)快速測(cè)試煤的C70,分別根據(jù)式(5)及式(6)可準(zhǔn)確得到煤在緩慢氧化階段的平均溫升速率及絕熱氧化時(shí)間。

表2 煤樣的絕熱測(cè)試數(shù)據(jù)Table 2 Adiabatic test data of coal samples

表3 煤樣的程序升溫測(cè)試數(shù)據(jù)Table 3 Test data of coal samples under temperature programming

圖2 煤樣的R70-C70實(shí)驗(yàn)測(cè)試關(guān)系曲線Fig．2 Experimental relation curve between R70and C70

Tcpt是能夠反映煤快速氧化段氧化升溫特性的特征參數(shù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)據(jù)擬合,確定煤的交叉點(diǎn)溫度(Tcpt)與煤在快速氧化階段的絕熱氧化時(shí)間(t70-cpt)的二項(xiàng)式回歸擬合曲線的相關(guān)系數(shù)為0．997 8(圖3),說(shuō)明交叉點(diǎn)溫度可以很好的綜合反映出煤在快速氧化階段氧化過(guò)程的復(fù)雜特性。快速氧化階段煤中自由基、自由基類(lèi)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元及非自由基類(lèi)官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元與氧氣及其之間的反應(yīng)產(chǎn)熱量越大,煤溫升速率越高,快速氧化階段的絕熱氧化時(shí)間越短,交叉點(diǎn)溫度越低。通過(guò)程序升溫測(cè)試得到的Tcpt值,根據(jù)二項(xiàng)式擬合函數(shù)(式(7))可快速求得t70-cpt。

圖3 煤樣的t70-cpt-Tcpt實(shí)驗(yàn)測(cè)試關(guān)系曲線Fig．3 Experimental relation curve between t70-cptand Tcpt

因此,通過(guò)程序升溫測(cè)試得到煤的特征參數(shù)C70和Tcpt,根據(jù)式(8)能夠迅速準(zhǔn)確地計(jì)算出煤的實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期。

3.3 快速測(cè)試方法的結(jié)果驗(yàn)證

為驗(yàn)證煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期快速計(jì)算方法的準(zhǔn)確性,對(duì)常村煤礦和新豐煤礦煤樣進(jìn)行了絕熱測(cè)試與程序升溫測(cè)試。測(cè)試結(jié)果(表4)顯示,常村煤礦煤樣實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期的快速計(jì)算值與絕熱測(cè)試值t′分別為20．81 h與26．13 h,新豐煤礦煤樣實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期的快速計(jì)算值與絕熱測(cè)試值分別為66．99 h與56．46 h。兩個(gè)煤樣的絕熱測(cè)試值與快速計(jì)算值都非常接近,誤差在可接受的范圍內(nèi),證明了本文提出的煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期快速計(jì)算方法的準(zhǔn)確性與可靠性。

表4 快速測(cè)試方法驗(yàn)證數(shù)據(jù)Table 4 Data for the validation of the quick test method

4 結(jié) 論

(1)理論分析與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,70℃時(shí)煤樣罐出氣口的氧氣體積分?jǐn)?shù)(C70)與交叉點(diǎn)溫度(Tcpt)是分別能體現(xiàn)出煤在低溫緩慢氧化階段及快速氧化階段氧化產(chǎn)熱升溫特性的特征參數(shù)。

(2)理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示煤在緩慢氧化階段的平均溫升速率(R70)與特征參數(shù)C70呈線性、負(fù)相關(guān)關(guān)系:R70=-0．658C70+14．041,相關(guān)系數(shù)為0．967 7。煤在快速氧化階段的絕熱氧化時(shí)間(t70-cpt)與特征參數(shù)Tcpt滿(mǎn)足:t70-cpt=0．021 6T2cpt-6．815 4Tcpt+550．38,相關(guān)系數(shù)為0．997 8。通過(guò)程序升溫測(cè)試煤低溫氧化過(guò)程中的特征參數(shù)C70與Tcpt,能夠?qū)崿F(xiàn)煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期的快速確定,解決了通過(guò)絕熱測(cè)試確定實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期測(cè)試周期長(zhǎng)、難以實(shí)現(xiàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化的不足。

(3)根據(jù)本文提出的煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期快速計(jì)算方法得到的常村煤礦與新豐煤礦煤樣的實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期與絕熱測(cè)試值非常接近,誤差在可接受范圍之內(nèi)。這證明了本文提出的煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期快速計(jì)算方法的準(zhǔn)確性與可靠性,同時(shí)使得基于煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期確定煤自燃傾向性具有了可行性。

[1] Beamish B B,Barakat M A,George J D S．Adiabatic testing procedures for determining the self-heating propensity of coal and sample ageing effects[J]．Thermochimica Acta,2000,362:79-87．

[2] Beamish B B,Barakat M A,George J D S．Spontaneous-combustion propensity of New Zealand coals under adiabatic conditions[J]．International Journal of Coal Geology,2011,45:217-224．

[3] Ren T X,Edwards J S,Clarke D．Adiabatic oxidation study on the propensity of pulverised coals to spontaneous combustion[J]．Fuel, 1999,178:1611-1620．

[4] Vance W E,Chen X D,Scott S C．The rate of temperature rise of a subbituminous coal during spontaneous combustion in an adiabatic device:The effect of moisture content and drying methods[J]．Combustion and Flame,1996,106:261-270．

[5] 朱紅青,王海燕,胡瑞麗,等．煤自燃低溫氧化臨界溫度指標(biāo)及其關(guān)聯(lián)性分析[J]．煤炭科學(xué)技術(shù),2013,41(8):61-70．Zhu Hongqing,Wang Haiyan,Hu Ruili,et al．Analysis on correlativity between indexes of coal spontaneous combustion critical temperature with low temperature oxidatin[J]．Coal Science and Technology,2013,41(8):61-70．

[6] Qi Xuyao,Wang Deming,James A Milke,et al．Crossing point temperature of coal[J]．International Journal of Mining Science and Technology,2011,21(2):255-260．

[7] 王德明．煤氧化動(dòng)力學(xué)理論及應(yīng)用[M]．北京:科學(xué)出版社, 2012．

[8] 許 濤．煤自燃過(guò)程分段特性及機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[D]．徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué),2012．

[9] 鄧 軍,徐精彩,張迎弟,等．煤最短自然發(fā)火期實(shí)驗(yàn)及數(shù)值分析[J]．煤炭學(xué)報(bào),1999,24(3):274-278．Deng Jun,Xu Jingcai,Zhang Yingdi,et al．Experimental and numerical analysis on the shortest spontaneous combustion period of coal [J]．Journal of China Coal Society,1999,24(3):274-278．

[10] 張育恒．基于大型煤堆實(shí)驗(yàn)臺(tái)的煤自燃過(guò)程模擬研究[J]．煤炭科學(xué)技術(shù),2011,39(12):56-64．Zhang Yuheng．Study on simulation of coal spontaneous combustion process based on large coal pile experiment rig[J]．Coal Science and Technology,2011,39(12):56-64．

[11] Wang Haihui,Dlugogorski Bogdan Z,Kennedy Eric M．Coal oxidation at low temperature:Oxygen consumption oxidation products,reaction mechanism and kinetic modelling[J]．Progress in Energy and Combustion Science,2003,29:187-513．

[12] 仲曉星．煤自燃傾向性的氧化動(dòng)力學(xué)測(cè)試方法研究[D]．徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué),2008．

Quick test method for the experimental period minimum of coal to spontaneous combustion

WANG De-ming1,2,QI Guan-sheng1,2,QI Xu-yao1,2,XIN Hai-hui1,2,ZHONG Xiao-xing1,2,DOU Guo-lan1,2
(1.State Key Laboratory of Coal Resource and Safe Mining,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China;2.School of Safety Engineering,China University of Mining and Techonology,Xuzhou 221116,China)

To determine the propensity of coal spontaneous combustion based on the experimental minimum period of coal spontaneous combustion is a scientific and reliable method．However,due to long test time and difficulty to achieve a standardization of adiabatic test,the application of this method is limited．Therefore,the study on a fast test method for the experimental minimum period of coal spontaneous combustion is of great significance．Through theoretical analysis and experimental study,it can be determined that the oxygen concentration of gas from coal tank outlet at 70℃(C70)and the crossing point temperature(Tcpt)are the characteristic parameters that can reflect the complex nature at slow oxidation stage and quick oxidation stage respectively．Through the test of the C70and Tcptby temperature programming,the experimental minimum period of coal spontaneous combustion can be quickly tested．Meanwhile,the consistent between the quick calculation results and adiabatic test results indicates this method is accurate,reliable and feasible for determining the coal spontaneous combustion propensity based on the experimental minimum period of coal spontaneous combustion．

coal;experimental minimum period of coal spontaneous combustion;propensity of coal spontaneous combustion;oxygen consumption;crossing point temperature

TD752．1

A

0253-9993(2014)11-2239-05

2013-10-25 責(zé)任編輯:畢永華

國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)與神華集團(tuán)有限公司聯(lián)合資助項(xiàng)目(51134020);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51204172)

王德明(1956—),男,貴州遵義人,教授。E-mail:wdmcumt@163．com

王德明,亓冠圣,戚緒堯,等．煤實(shí)驗(yàn)最短自然發(fā)火期的快速測(cè)試[J]．煤炭學(xué)報(bào),2014,39(11):2239-2243．

10．13225/j．cnki．jccs．2013．1549

Wang Deming,Qi Guansheng,Qi Xuyao,et al．Quick test method for the experimental period minimum of coal to spontaneous combustion [J]．Journal of China Coal Society,2014,39(11):2239-2243．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2013．1549