以我国西部省区侏罗纪煤系为研究对象,以表面科学、物理化学及反应动力学为理论依据,突破传统煤低温氧化生成CO学说对我国西部省区侏罗纪煤系开采过程中CO非常规异常涌出的现象难以做出确切解释的障碍,深入研究我国西部省区侏罗纪煤系原生煤体的本构参数及其与一氧化碳吸附规律之间的关联特性,建立可视化的一氧化碳动态测试方法,建立侏罗纪煤系开采过程中一氧化碳的本质来源的机理模型,给出侏罗纪煤系开采过程中一氧化碳非常规异常涌出的根本释因,初步构建侏罗纪系煤开采过程中CO动态生成规律的理论框架体系,为煤矿安全生产提供科学的理论依据,为"西部大开发"的能源建设保驾护航。
项目以表面科学、物理化学及反应动力学为理论依据,以我国西部省区侏罗纪煤系为研究对象,对其在开采过程环境中的CO生成机理与规律进行了深入剖析。分析了煤吸附氧的动态变化过程,将其划分为活性吸附阶段、变能级吸附阶段和趋势化吸附阶段,得出煤吸附活化能与覆盖度之间存在着对数关系;进行了煤表面特性研究,指出煤表面吸附中心是煤氧化的活性中心,并且不同煤种吸附氧的过程特性与表面特性反映了煤的结构特征;提出了煤吸附CO的流态色谱法测试方法,确定了标准测试技术条件,建立了煤吸附流态CO的数学模型,并从吸附动力学的角度对煤吸附CO过程进行了阐述;通过典型侏罗纪煤系煤样的自燃模拟,表明CO的产生量随煤温升高在180℃前单一递增,并基本符合指数关系,CO产生的临界温度为40℃-50℃左右;静态实验考察表明,侏罗纪褐煤在常温的条件下能产生CO,试验初期CO产生速率较大,随后逐渐趋于缓慢,最后产生速率降到0;并以传感技术为基础,开发了煤样CO动态测试系统。项目研究成果推动了人们对侏罗纪褐煤CO生成机理及规律的认识,所得出的有关CO生成规律的量化指标对于煤矿安全生产具有重要的现实意义。