煤颗粒堆积体结构演化研究：自然发火过程中的显微CT分析

"煤自然发火过程颗粒堆积体结构形态演化试验研究-论文" 这篇论文主要探讨了煤自然发火过程中颗粒堆积体结构形态的演化规律，这对于理解和预防煤矿火灾至关重要。作者以马道头矿8404工作面的煤样作为研究对象，通过制备在不同氧化温度下的堆积试样，利用微焦显微Computed Tomography (CT) 实验技术进行显微断层扫描。这种高级成像技术能够揭示煤颗粒内部的细微结构，对于分析颗粒堆积体的孔隙率、颗粒体积和表面积等关键参数提供了详实的数据。 在图像处理阶段，研究人员采用了几何均值滤波算法和大津算法（Otsu Method），这两种算法有助于去除图像噪声并将其转换为二值图像，以便进一步分析。通过三维重构算法，他们重建了不同温度下煤颗粒堆积体的三维模型，这使得研究者可以定量分析结构参数随温度变化的动态过程。 研究结果显示，随着氧化温度的升高，煤颗粒堆积体的孔隙率增加，这意味着氧气更容易进入堆积体，加速氧化反应，可能导致煤自然发火。同时，颗粒数量增多，平均颗粒比表面积增大，这可能促进氧化反应的进行。相反，平均颗粒体积和表面积却在减小，尤其是在300~400℃的温度区间内变化最为显著。这一发现揭示了在特定温度范围内，煤颗粒的物理特性如何促进自然发火过程。 此外，论文提及的相关推荐研究涵盖了煤的选煤、煤化学、煤燃烧、热解和气化等多个方面，这些研究同样关注了煤炭在不同条件下的性质变化以及潜在的利用方式。例如，煤泥水处理的研究探讨了微细颗粒的水化行为，而煤燃烧的研究则关注了NOx释放和碱/碱土金属迁移等问题。热解研究分析了升温速率对准东褐煤热解特性及煤焦孔隙结构的影响，而气化研究则深入到多喷嘴对置式气流床气化炉的热态行为。煤液化领域的研究则关注了铁系催化剂的相变和酚类化合物的组成，以及煤基液体产物的清洁利用，如煤基石墨烯的制备及其在导热领域的应用。 这篇论文及其相关研究揭示了煤自然发火过程中微观结构的变化规律，以及这些变化如何影响煤的氧化和燃烧特性。这些发现对于优化煤炭储存、运输和处理的安全措施，防止煤矿火灾的发生，以及推动煤炭的清洁利用具有深远意义。