長期水浸風干焦煤自燃特性及參數(shù)實驗研究.pdf

1、煤自燃是危害煤礦安全生產(chǎn)的主要自然災害之一。由于地質(zhì)復雜，中國地下煤礦很多采空區(qū)存在水浸泡問題，采空區(qū)大量殘煤、遺煤長時間浸泡在水中，當由于自然和人為的因素影響下，煤中水分被排除后，往往能在采空區(qū)迅速形成一個較大的自燃區(qū)域，且其自燃比未經(jīng)浸泡原煤更加劇烈，常規(guī)滅火措施很難控制。經(jīng)過長期水浸溶脹的煤體其物理化學特性會發(fā)生很大改變，其低溫氧化特性較原煤差異較大。當前對于長期水浸煤體自燃特性變化缺乏系統(tǒng)研究，因此，對于長期水浸煤體其自燃特性和

2、微觀結構的改變具有重要意義。
　　為了探究焦煤長期水浸風干后其自燃特性和參數(shù)的變化，本文選用西曲礦4＃煤為研究對象，在實驗室通過程序升溫、比表面積與孔隙分析、紅外光譜分析等探究焦煤物理化學性質(zhì)變化，并設計小型煤自燃模擬平臺完成水浸焦煤風干煤體自燃模擬過程。實驗表明：水浸風干焦煤煤體形成了更多的孔隙和裂隙，孔直徑和比表面積隨浸泡時間的增加而增加，煤中原生孔隙和裂隙更加致密均勻，煤與氧氣接觸面積增大，能夠加快焦煤氧化自燃；長期浸泡后，

3、煤分子中有利于煤自燃的活性基團-OH、-CH3、-CH2-等增多，焦煤更容易與空氣發(fā)生反應；程序升溫實驗表明，氧化過程中耗氧速率增大，在升溫過程會產(chǎn)生更多的CO、CO2等氧化產(chǎn)物，但增加幅度會逐漸減小，水浸風干焦煤隨浸泡時間增加其活化能降低，自燃傾向性增強，自燃特性隨浸泡時間增加有一定程度的增強；通過小型煤自燃模擬平臺對焦煤原煤和水浸30天焦煤進行煤低溫氧化實驗，分析焦煤低溫氧化過程溫度分布和氣體組成成分表明，長期水浸焦煤在低溫氧化過程