煤自燃初期氧化反應(yīng)特性的研究.pdf

1、我國煤層自燃火災(zāi)嚴(yán)重。由于煤氧復(fù)合過程復(fù)雜，受到物理、生物等多種因素的影響，再加上煤大分子本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前尚缺乏統(tǒng)一的煤分子結(jié)構(gòu)式，導(dǎo)致難以對整個煤氧復(fù)合過程進(jìn)行有效的數(shù)值模擬。而在煤自燃初期，煤表面活性基團(tuán)氧化反應(yīng)占主導(dǎo)，并且此階段反應(yīng)具有緩慢、非高溫等特點(diǎn)，易于進(jìn)行安全檢測和煤自燃控制。因此，進(jìn)行煤自燃初期氧化反應(yīng)特性的研究對煤層自燃火災(zāi)的防治具有重要意義。 本文以煤自燃初期氧化反應(yīng)過程為研究對象，針對其主要影響因素—煤表

2、面活性基團(tuán)氧化反應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)研究。首先，采用GauSsian03量子化學(xué)軟件，對煤中六類煤表面活性基團(tuán)的氧化反應(yīng)歷程進(jìn)行數(shù)值模擬，得出六類煤表面活性基團(tuán)的氧化反應(yīng)歷程，并進(jìn)行化學(xué)熱力學(xué)數(shù)據(jù)分析和氣體產(chǎn)物分析。然后，采用熱重紅外聯(lián)用實(shí)驗(yàn)分析方法，以先慢后快的升溫速率對煤自燃過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M，觀察和分析煤自燃初期所表現(xiàn)出的重要特性--敬熱規(guī)律、失重規(guī)律以及氣體生成規(guī)律，同時分析所得的煤表面活性基團(tuán)氧化反應(yīng)歷程對其作用和影響，確定了此歷程在氣體