煤自燃过程非线性动力学特性及其“滞后”效应机理研究

项目名称： 煤自燃过程非线性动力学特性及其“滞后”效应机理研究

项目编号： No.51404192

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 矿业工程

项目作者： 张玉涛

作者单位： 西安科技大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 煤自燃过程中温度、氧化产物和活性官能团等参数都表现出明显的动态非线性特征。本课题以煤自燃发展升、降温全过程为研究对象，以揭示煤自燃过程非线性动力学特征的产生机理为研究目标，基于非线性突变理论和化学反应动力学理论，建立煤自燃发展过程的非线性动力学模型。采用热重分析、大型煤自然发火和程序升温等实验手段，研究煤自燃宏观参数的非线性动力学演变特性。采用红外光谱、X射线衍射，结合Gaussian09软件模拟，对关键温度点处起主导作用的关键活性官能团及其演变规律进行重点深入分析；并采用热重-红外-色谱/质谱联用技术对煤自燃过程中温度、失重速率、氧化产物和活性官能团等煤自燃参数的非线性演变规律进行动态、同步分析。另外，采用理论分析、实验测试和数值模拟相结合的方法对煤自燃非线性动力学过程“滞后”效应的影响因素和产生机制进行探索。本课题的研究有利于揭示煤自燃的机理，为煤矿高效、安全防治自燃火灾提供理论指导。

中文关键词： 煤自燃；非线性动力学；突变理论；氧化动力学理论；

英文摘要： During the process of coal spontaneous combustion, temperature, oxidation products and active functional groups show obvious dynamically nonlinear characteristics. The whole process of spontaneous combustion was studied to reveal the mechanism of nonlinea

英文关键词： the spontaneous combustion of coal；non-linear dynamics；catastrophe；oxidation kinetics theory；