[發(fā)明專利]一種露天礦坑礦物自燃升溫過程中指標氣體特征判定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210738214.3
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115184397A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張洋洋;高均海;張峰;魏躍東;劉明;楊麗娜;劉金輝;陳春雨;李幸麗;朱偉;張麗霞;衛(wèi)穎哲
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工生態(tài)環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N31/12;G01N30/02;G01N30/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廉世坤

1.一種露天礦坑礦物自燃升溫過程中指標氣體特征判定方法，其特征在于，包括如下步驟：

對露天礦坑礦物樣品進行高溫程序升溫實驗；

基于對露天礦坑礦物樣品進行在高溫氧化過程中的氧氣消耗量分析，獲取氧氣消耗量隨溫度變化的曲線；

基于耗氧速率計算公式，獲取露天礦坑礦物樣品在高溫氧化過程中的耗氧速率，進而獲取樣品耗氧速率隨溫度變化的曲線；

基于對露天礦坑礦物樣品進行在高溫氧化過程中的CO釋放特征分析，獲取CO濃度隨溫度變化的曲線，并通過增長率分析法獲取各樣品的特征溫度點，并劃分礦物自燃升溫階段；

基于分別對露天礦坑礦物樣品進行CO₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄釋放特征分析，獲取氣體濃度隨溫度變化的曲線；

建立礦物自燃過程中各指標氣體的臨界參數(shù)指標與峰值指標。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦坑礦物自燃升溫過程中指標氣體特征判定方法，其特征在于，所述露天礦坑礦物樣品為原煤、油母頁巖、干餾后油母頁巖、三樣混合樣品或四樣混合樣品，其中三樣混合樣品為原煤、油母頁巖和煤矸石按1：1：1的質(zhì)量比混合后的樣品，四樣混合樣品為原煤、油母頁巖、煤矸石、干餾后油母頁巖按1：1：1：1的質(zhì)量比混合后的樣品。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦坑礦物自燃升溫過程中指標氣體特征判定方法，其特征在于，在所述露天礦坑礦物樣品進行高溫程序升溫實驗之前，對每種露天礦坑礦物樣品分別在空氣中破碎，并對每種露天礦坑礦物樣品均篩分出多種不同粒度的樣品，并各取相等質(zhì)量組成混合粒徑樣品。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的露天礦坑礦物自燃升溫過程中指標氣體特征判定方法，其特征在于，在所述露天礦坑礦物樣品進行高溫程序升溫實驗之前，對每種露天礦坑礦物樣品分別在空氣中破碎，并對每種露天礦坑礦物樣品均篩分出5種不同粒度的樣品，粒度分別為0～0.9mm、0.9～3mm、3～5mm、5～7mm和7～10mm，并各取1kg組成混合粒徑樣品。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦坑礦物自燃升溫過程中指標氣體特征判定方法，其特征在于，所述特征溫度點包括臨界溫度、干裂溫度、活性溫度、增速溫度和燃點溫度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的露天礦坑礦物自燃升溫過程中指標氣體特征判定方法，其特征在于，所述指標氣體為CO、CO₂、CH₄、C₂H₆和C₂H₄。

7.一種權(quán)利要求1～6任一項所述的露天礦坑礦物自燃升溫過程中指標氣體特征判定方法用到的高溫程序升溫實驗設(shè)備，其特征在于，包括氣源、高溫反應(yīng)爐和氣相色譜儀，所述氣源連接高溫反應(yīng)爐的進氣口，高溫反應(yīng)爐的出氣口連接氣相色譜儀，氣源的出氣管路上設(shè)有流量控制裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫程序升溫實驗設(shè)備，其特征在于，所述高溫反應(yīng)爐包括煤樣罐、控溫箱、風扇和加熱器，煤樣罐、風扇和加熱器均設(shè)于控溫箱內(nèi)，風扇設(shè)于控溫箱的頂端，加熱器位于風扇的下方，煤樣罐設(shè)于加熱器的下方，煤樣罐的進氣口連接氣源的出氣管路，出氣管路為金屬管，煤樣罐的出氣口通過出氣管連接于氣相色譜儀，煤樣罐的出氣口位于煤樣罐的上方，煤樣罐的進氣口位于煤樣罐的下方。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高溫程序升溫實驗設(shè)備，其特征在于，所述控溫箱內(nèi)設(shè)有若干個煤樣罐。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高溫程序升溫實驗設(shè)備，其特征在于，所述煤樣罐包括罐體和罐蓋，罐蓋可拆卸連接于罐體上端，罐體下方通過支架支撐，罐體的周身纏繞布置有連接加熱器的加熱絲。