含瓦斯环境下风干水浸贫瘦煤的自燃特性研究
王晓琰
年军
吕晓波
赵博
杜丽敏
太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024
摘要：为明确井下长期处于水浸和含瓦斯风流下遗煤的自燃风险,研究水浸和瓦斯双重作用对其自燃特性的影响,将部分煤样用蒸馏水在 30℃恒温下浸泡 30 d后得到水浸煤样,采取煤自燃程序升温实验、同步热分析实验和红外光谱实验,分析在 0、1.5%、3.0%3 种体积分数的瓦斯气氛下风干后的原煤和水浸煤在其相应的瓦斯体积分数下的低温氧化过程中的氧化产物、表观活化能和放热强度随温度的变化规律,以及低温氧化后的官能团演化特征.结果表明:随着瓦斯体积分数的增加,低温氧化过程中,2 种煤样的耗氧速率、氧化产物生成速率、总放热量以及活性基团相对含量在逐渐减少;水浸煤氧化进程中的耗氧速率、总放热量以及活性基团相对含量的降幅大于原煤;C2H4 出现、热平衡以及热流达到峰值时的温度均随瓦斯体积分数的增加而升高,表现出明显的温度"滞后现象",且水浸煤升高幅度均大于原煤;低温氧化所需的活化能也逐渐增加,且水浸煤增量大于原煤;在同一瓦斯体积分数下,水浸煤的耗氧速率、氧化产物生成速率、总放热量以及活性基团相对含量均大于原煤;C2H4 的出现、热平衡、低温氧化所需的活化能以及热流峰值温度点小于原煤.综合分析可以发现,水浸煤相较于原煤表现出更强的自燃性,因此同一瓦斯体积分数下,瓦斯对水浸贫瘦煤的氧化抑制作用更强;但水浸对贫瘦煤自燃的促进作用大于瓦斯对水浸煤的抑制作用;在低瓦斯体积分数环境下水浸贫瘦煤相较于原煤更易氧化和自燃.
关键词：煤自燃特性瓦斯水浸煤表观活化能放热强度官能团演化特征
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(52274220)国家自然科学基金(52474244)山西省基础研究计划(自由探索类)青年资助项目(202203021212260)
论文发表日期：2026-01-20
在线出版日期：2026-02-02（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 45-55 )
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