濕風(fēng)流下煤顆粒水分蒸發(fā)實驗規(guī)律研究

甘宇

（安徽理工大學(xué)，安徽 淮南 232001）

0 引言

煤層自燃的最主要因素是水的產(chǎn)生，水是煤樣的一種主要成分，對煤層自燃的影響有著雙重的影響，有促進效果，也有遏制效應(yīng)，由于煤炭自燃是在多種原因綜合影響下形成的后果，所以含水量也是影響煤炭自燃的極其重要的原因[1-3]。郝正虎等[4]在一維球坐標系條件下，構(gòu)建了基于一個球形褐炭顆粒內(nèi)部的水分脫除流程的數(shù)值模擬。Zhang等[5]通過實驗發(fā)現(xiàn)界面更新、干燥溫度和粒度是影響煤干燥速率的三個主要因素。較高的干燥溫度會導(dǎo)致大孔和中孔的收縮和塌陷，這會降低干煤在煤倉中后期儲存時的吸水率。Ren等[6]的研究結(jié)果表明，對于低孔隙率煤，水分的吸附可以軟化和潤滑微觀結(jié)構(gòu)，削弱機械性能。而干燥過程會破壞高孔隙率煤的微觀結(jié)構(gòu)，降低其力學(xué)性能。各國學(xué)者對于水分蒸發(fā)均提出了不同的見解，但關(guān)于水分在煤炭顆粒中相變對煤炭自燃的作用的有關(guān)研究卻很少。研究煤顆粒與煤堆中水分的相變過程對于從微觀角度研究水分對煤炭自燃過程有著重要意義。

1 實驗方法

實驗在高低溫恒溫恒濕箱中進行，實驗的過程主要為：將煤顆粒篩分成粒徑范圍為：0.074～0.100 mm、0.1～2.0 mm以 及2～5 mm的實驗煤樣；隨后將不同粒徑范圍的煤樣利用噴淋滲濾法制備出飽和含水率的煤樣并做密封處理；將煤樣放入高低溫恒溫恒濕箱中，溫度分別設(shè)為50 ℃、80 ℃，所設(shè)濕度分別為40%、60%、80%，共18組實驗。每組設(shè)5組平行實驗，根據(jù)預(yù)設(shè)的實驗方案進行水分蒸發(fā)實驗。……