pH值对高地温环境中煤自燃氧化行为及微观结构的影响
潘荣锟1
袁纪为2
汪志国2
胡代民2
晁江坤2
1.河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454000;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454000;河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南 焦作 4540002.河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454000
摘要：为研究矿井水的pH值对高地温矿井中煤自燃氧化行为及微观结构的影响,采用平顶山矿区的长焰煤,通过低温氧化测试系统和Vertex 70v红外光谱仪,分析低温氧化阶段衍生气体的产气规律和煤样中活性基团的分布特征,并运用采集数据计算氧化特性参数和官能团结构参数,揭示了高温和酸碱度协同作用对煤自燃特性产生影响的微观机制.研究结果表明:地温上升和水溶液酸性增强均能促进煤样氧化性,碱性水溶液浸泡会抑制其氧化性,且抑制的程度随着地温的升高变得越来越深,相同酸碱度水溶液浸泡下,地温升高可加快耗氧速率差异点的出现;煤样受热浸泡后,-CH含量较原煤均有下降,而-CH3 和-CH2 的含量呈现出了增加的趋势,煤样含氧官能团含量在酸性和碱性溶液中浸泡后分别呈现出上升和下降趋势,其中-OH增幅最为显著;煤样中'C'值和I值除 40℃&pH=8 煤样有所下降外,其余均较原煤增长,且'C'值的增幅随溶液酸性增强而增大,随地温变化不明显,-CH2 与-CH3 含量的比值与溶液酸性和温度均呈正相关关系.根据实验结果推断,认为芳香环与水在酸性环境下会反应生成羟基,羰基氧化生成羧基,含氧官能团增多,氧化活性增强;而酚羟基与氢氧根在碱性环境下会反应生成水和氧负离子,羧基与氢氧根反应生成羧酸根和水,含氧官能团消耗,氧化活性降低.
关键词：煤自燃pH值高地温水浸煤活性基团微观机制
分类号：TD75+2.2(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52174169)河南省杰出青年基金资助项目(232300421015)河南省高校科技创新团队资助项目(24IRTS-THNO18)
论文发表日期：2025-10-30
在线出版日期：2025-10-28（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 1-13 )
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