二次氧化煤样自燃特性研究：以褐煤、烟煤和无烟煤为例

"不同变质程度煤二次氧化自燃的微观特性试验" 本文是关于煤炭自燃特性的研究，主要关注不同变质程度煤在二次氧化过程中的微观特性。邓军、赵婧昱、张嬿妮等学者进行了实验，通过煤质分析、FTIR傅里叶红外光谱分析和程序升温实验，比较了榆树井褐煤、黄陵烟煤和汝萁沟无烟煤的原始煤样与其二次氧化后的煤样的自燃特性。 首先，研究发现经过二次氧化的煤样本中碳(C)的含量降低，氧(O)的含量增加，同时水分含量减少。这些变化意味着煤的化学结构发生了改变，增加了与氧气接触的表面积。比表面积和孔隙率的增加导致煤与氧气反应的区域扩大，这在氧化反应的初期阶段导致二次氧化过程中产生的一氧化碳(CO)浓度高于初次氧化。 随着温度的升高，氧化反应进入后期，煤分子中的活性官能团，如羟基和脂肪烃，经历数量上的变化，大量消耗并可能再生。这一过程伴随着煤分子的裂解，产生乙烯(C2H4)气体。因此，在二次氧化过程中，CO和C2H4的浓度会低于初次氧化，这是由于活性官能团的消耗导致的氧化反应减弱。 此外，关键的发现是二次氧化煤样的特征温度点（即开始自燃的温度）比原始煤样提前，这意味着二次氧化的煤更易引发自燃，其氧化活性显著增强。这一点对于煤矿的安全管理具有重要意义，因为预测和预防煤炭自燃对于避免矿井火灾至关重要。 研究的关键词包括复采、煤自燃、活性基团和特征参数，这四个概念构成了理解和控制煤炭自燃问题的核心要素。复采是指对已开采过的煤炭区域的再次挖掘，而煤自燃则是指煤在一定条件下自发燃烧的现象。活性基团指的是煤分子中容易参与化学反应的部分，它们在氧化过程中起着关键作用。特征参数则可能包括煤的化学成分、物理性质以及氧化反应的特定温度点，这些都是判断煤自燃风险的重要指标。 这项工作对深入理解煤的氧化自燃机理、改进矿井安全措施以及预测和防止煤炭自燃事故具有重要科学价值。通过分析煤的微观特性，可以为开发新的防灭火技术和策略提供理论依据，从而保障煤矿的安全生产。