基于交叉点法的煤自燃低温氧化阶段特性和关键参数

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0．45～0．60mm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。