煤炭科学技术

作者：易欣, 葛龙, 张少航, 邓军,

关键词：煤自燃, 含水率, 阶段特征, 氧化特性, 指标气体,

为研究水分对煤氧化特性的影响，通过煤自然发火试验确定能预报煤自燃的复合气体指标，然后采用程序升温试验测试不同含水率煤样氧化过程中复合气体指标的变化，研究在水分的影响下所产生复合气体指标的变化规律，同时探讨煤样的含水率对煤氧化特性的影响规律和作用机制。研究结果表明：煤自然发火温度与φ(CO)/φ(CH4)、φ(C2H6)/φ(CO)、φ(CO)/φ(CO2)以及Graham指数有明显关系。含水率对煤氧化升温过程中的影响在不同温度呈现出不同的阶段特征：在30～120 ℃时，水分对煤氧反应既有催化作用，也有抑制作用，而抑制作用占主导地位，表现出抑制作用最好的含水率为20%；在120～140 ℃时，水分对煤氧化反应的抑制作用减少，且水分作为反应物参与到煤氧反应中进而表现出水分对煤氧化的促进作用，此时水分对煤氧反应以化学促进为主，促进效果最好的含水率为10%；在120～140 ℃时，则由于水分蒸发使得煤样的原有孔隙体积增大并且产生了新的微小孔隙，变得更有利于煤氧化反应的发生，进而表现出对反应的间接促进作用，促进效果最好的含水率为15%。最终确定在水分的影响下，可以较为准确预报煤自燃的复合气体指标为φ(CO)/φ(CH4)、φ(C2H6)/φ(CO)和Graham指数。研究结果可丰富现场实际煤自燃的参数指标，增加高湿度煤层的开采安全性和自燃预测的准确性，有效地减少和预防煤自燃事故的发生。

来源：2023年第3期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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