“十一五”国家科技攻关计划(2006BAK03B05)
- 作品数：11 被引量：111H指数：8
- 相关作者：王继仁邓汉忠邓存宝周心权叶兵更多>>
- 相关机构：辽宁工程技术大学中国矿业大学（北京）中国矿业大学更多>>
- 发文基金：“十一五”国家科技攻关计划国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程化学工程理学更多>>
- 煤表面对多种气体分子混合吸附的微观机理被引量：9
- 2008年
- 应用量子化学密度泛函理论,在6-311 g水平上对建立的吸附模型进行全优化。结果表明,煤的表面能够与多组分气体发生混合吸附。煤表面吸附氧、氮和二氧化碳分子组成的吸附态中,氧分子和氮分子在煤表面的侧链吸附,CO_2则在苯环的上方。煤表面氨基上的C原子和N原子的电子向氧分子中的氧原子转移。煤表面吸附了二氧化碳和氮分子,氧分子所得的电子减少,表明如果煤表面吸附其它种类分子,则削弱了吸附氧的作用。吸附后O_2的频率变化较大,N_2和CO_2的频率变化很小。煤表面与矿井采空区各种气体发生吸附时的亲和顺序为:氧气>水>二氧化碳>氮气>一氧化碳>甲烷。
- 王继仁赵庆福邓存宝邓汉忠孙艳秋
- 关键词：煤炭自燃密度泛函
- 煤自燃生成水的反应机理研究被引量：16
- 2008年
- 应用傅立叶变换红外光谱仪研究了煤在氧化自燃过程中不同温度下生成的气体产物．在30℃～100℃左右有水和二氧化碳气体析出，温度升至105℃～150℃左右时，有一氧化碳生成．采用密度泛函B3LYP方法，在6311G基组水平上研究了煤与氧发生自燃反应生成水和一氧化碳的反应体系，对反应势能面上各驻点的几何构型进行了全优化，用频率分析方法和内禀反应坐标（IRC）方法对过渡态进行了验证．计算结果表明，煤氧化自燃生成水的反应是氧分子攻击苯环侧链上的伯胺基团-C（29）H2-N（22）H2中间的N（22）原子，使煤分子苯环侧链上的伯胺基团生成了-CH2-N=O基团和水．由反应活化能可知，生成水的反应是一个自发式反应．
- 王继仁孙艳秋邓存宝邓汉忠昌孝存
- 关键词：煤自燃红外光谱密度泛函反应机理
- 东欢坨煤矿自然发火标志气体优化选择被引量：8
- 2008年
- 通过实验室实验研究,得出了适合开滦东欢坨煤矿预测预报煤层自然发火的指标气体,由于东欢坨煤矿煤层中赋存有CO,因此,在利用CO标志气体时,必须进行修正,利用CO浓度差值法和ICO来消除环境因素和风量的影响,以便更好的预测预报煤炭自然发火和分析火区燃烧状况,对同类矿山的防火工作也有一定的指导意义。
- 朱令起周心权谢建国朱迎春
- 关键词：自然发火指标气体环境影响火灾
- 基于孔树模型的煤低温氧化耗氧速率数学模型被引量：2
- 2008年
- 为了考察煤的孔隙分布对煤低温氧化耗氧速率影响机理,利用孔树模型,建立了煤低温氧化耗氧速率的数学模型,得出煤氧化控制由扩散控制转化为动力控制的临界孔径rc(T),rc(T)随着温度升高呈线性增加趋势,表明温度升高,煤氧化逐渐由反应动力控制.该数学模型可确定不同孔分布煤的主要耗氧控制模式,反映耗氧速率与煤孔分布特征、温度的理论变化关系;当煤的有效孔隙率、孔径分布和微孔比已知时,还可用该数学模型对煤的耗氧速率进行预测.
- 王兰云蒋曙光吴征艳何新建
- 关键词：耗氧速率控制模式
- 煤表面含P侧链基团对氧分子的物理吸附机理被引量：10
- 2008年
- 应用量子化学密度泛函理论研究了煤表面带有含磷基团侧链与多氧分子物理吸附机理.煤表面中的含P基团与氧分子进行吸附组成的吸附态中,含P侧链中的P37原子和C14的电子向氧分子中的氧原子转移,P原子和C原子失去的电子主要被吸附在煤表面的氧得到,其中O23和O24得到较多电子,其他的氧原子得到的电子较少.由于吸附在煤表面上的氧分子都得到了电子,导致氧分子的O—O键被削弱,键长出现了不同程度的拉长.与自由氧分子相比,吸附在煤表面的氧分子O—O键的伸缩振动频率向低波数位移.计算得到氧分子与煤表面组成的吸附态的吸附能为606.09 kJ/mol,由此可知,煤表面含P侧链易与多个氧分子发生物理吸附.
- 邓存宝邓汉忠王继仁洪林
- 关键词：煤炭自燃密度泛函量子化学
- 煤表面含S侧链基团对氧分子的物理吸附机理被引量：15
- 2008年
- 应用量子化学密度泛函理论计算分析了煤表面含硫基团侧链对多氧分子物理吸附机理.煤表面中的含S基团与多氧分子进行吸附形成的吸附态中,煤表面含S侧链中S原子的电子向氧分子中的氧原子转移,吸附在煤表面上的氧分子都得到了电子,最后导致氧分子的O—O键被削弱,键长出现了不同程度的拉长.吸附在煤表面氧分子的O—O键的伸缩振动频率向低波数位移,由于氧分子对C—S键和S—H键有比较强的相互作用,导致了C—S键和S—H键的振动频率都有较大程度的减小,C—S键和S—H键的强度受到了较大的削弱.氧分子与煤表面组成吸附态的吸附能为601.93 kJ/mol,由此可知,煤表面含S基团易与多个氧分子发生物理吸附.
- 邓存宝王雪峰王继仁邓汉忠叶兵
- 关键词：煤炭自燃物理吸附
- 东欢坨煤矿自然发火标志气体的优化选择被引量：25
- 2008年
- 通过实验室实验研究,综合分析选取的4个典型煤样的一氧化碳、乙烯、乙烷等气体的检出温度,对比指标气体优选原则,综合分析了东欢坨煤矿实验检出气体。实验表明,东欢坨矿一氧化碳出现的临界温度值为50℃,4个煤样基本上在110℃左右出现斜率变化增大的情况,并且该气体呈现单调递增趋势。因而,在50～350℃之间,选择一氧化碳作为预测预报煤炭自燃的标志气体是可行的。由于东欢坨煤矿煤层中赋存有CO,因此,在利用CO作为预报预测自燃发火标志气体和采空区密闭内取样分析时,可采用CO浓度差值法和ICO来消除环境因素和风量的影响。
- 朱令起周心权朱迎春
- 关键词：自燃发火指标气体煤矿煤样
- 煤表面对氧分子物理吸附的微观机理被引量：25
- 2007年
- 应用量子化学的理论和方法研究煤这种非晶体物质的物理吸附机理,从微观上揭示其吸附机理和吸附过程,定量研究煤对氧分子发生物理吸附过程中吸附量和放出热量的关系,从而揭示煤炭氧化自燃初始反应的本质.从煤表面对多个氧分子吸附优化后的平衡几何构型可以看出,煤表面吸附5个以下的氧分子时,1个氧分子在煤表面含氮的侧链吸附,其余的氧分子被苯环所吸附.煤表面吸附6个氧分子以上时,苯环对氧分子的吸附减弱,被吸附的氧分子偏向侧链端,在煤表面侧链部位吸附了大量的氧分子,这也证明了在煤的氧化自燃过程中侧链首先被氧化的结论的正确性.煤表面对氧分子的吸附量与吸附能呈线性关系.
- 王继仁邓存宝邓汉忠陆卫东
- 关键词：量子化学
- O_2在—CH_2—CH_2OH基团上的化学吸附被引量：8
- 2007年
- 煤炭自燃是煤表面与氧气发生吸附进而发生化学反应的结果,在定义煤表面的基础上,应用量子化学理论和方法,研究煤表面中的—CH2—CH2OH基团对氧分子的化学吸附过程,无论吸附单氧分子或是多氧分子,氧分子的O—O键都被拉长并断裂,氧原子与—CH2—CH2OH基团的C原子或H原子形成了新的化学键.吸附能随着吸附氧分子数的增加而增大,呈二次函数关系.
- 邓汉忠王继仁邓存宝
- 关键词：煤炭自燃化学吸附密度泛函
- 注惰对封闭火区可燃性气体运移规律影响的研究被引量：5
- 2009年
- 注惰是矿井火灾救灾措施之一,但在救灾实践中向封闭火区注惰却诱发了爆炸,因此研究注惰对封闭火区可燃气体运移规律的影响十分必要。从理论上分析了封闭火区内发生的化学反应和气体组分,并依据质量守恒定律建立了封闭火区内气体浓度的数学模型和注入惰气后气体浓度变化的数学模型;设计、实施了封闭巷道内充注惰气模拟实验,实验结果证实矿井火灾可产生H2和烷烯烃类化合物等可燃性气体;通过对实验数据中O2、CO注惰前后浓度变化分析得出,充注惰气对封闭火区可燃气体具有改变风流流动状态的"活塞"推动作用;通过对比注惰前后CO理论计算值和实验测试值验证了理论分析和数学模型的可靠性。研究结果对于煤矿火灾救灾过程中防止次生灾害的发生具有重要意义。
- 张九零周心权昌伟伟杨建磊
- 关键词：煤矿火灾封闭火区瓦斯爆炸
