基于交叉点法的煤自燃低温氧化阶段特性和关键参数

徐永亮^1,2,3，王兰云^1,2，宋志鹏¹，余明高^1,3，荆国松¹

1. 河南理工大学安全科学与工程学院2. 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地

摘 要：煤炭开采过程中,由煤自燃引起的矿井火灾是煤矿主要灾害之一。交叉点温度法（CPT）是测试煤自燃倾向性指标及温升特性参数的一种实验方法。基于交叉点温度法,通过程序升温测试系统对0.45⁰.60 mm粒径的烟煤在氧体积分数分别为20.65%,17.80%,13.62%,10.49%,5.00%和3.00%的贫氧环境中分别进行了升温测试。通过煤体温升速率、炉温与煤温温差特性以及耗氧规律进行分析,结合程序升温过程煤样产热速率特性曲线,将煤自燃低温氧化过程划分为4个阶段:阶段Ⅰ-无反应阶段,阶段II-吸热阶段,阶段Ⅲ-快速放热阶段,阶段Ⅳ-稳定放热阶段。同时通过对煤自燃升温过程能量守恒公式进行归一化处理,加热炉体与煤体温差在阶段Ⅰ和阶段Ⅳ分别为由ατ和（B-1）ατ决定,而在阶段Ⅲ出现交叉点温度必须满足B>1这一条件,经对比实验数据契合理论推导结论。

关键词：交叉点温度法;贫氧环境;无量纲化;产热特性;无量纲最大放热速率;