基于热重分析的煤自燃倾向性新判断方法

"煤的自燃倾向性新分类方法是通过热重分析仪对神东矿区不同煤层和工作面的煤进行实验研究，揭示了煤氧化燃烧的三个阶段，并提出以着火活化能作为判断煤自燃难易程度的新指标。着火活化能越小，煤越容易自燃；反之，着火活化能越大，煤越不易自燃。该研究为煤炭的安全存储和运输提供了新的理论依据。" 在煤炭行业中，自燃倾向性是一个重要的安全指标，它关系到煤矿的安全运营和环境的保护。自燃倾向性高的煤更容易在储存或开采过程中自然发热并引发火灾，造成经济损失和环境污染。传统的判断方法可能不够精确，而本文提出的"着火活化能"概念为评估煤的自燃风险提供了一种新的科学手段。 热重分析（TGA）是一种广泛用于材料性质研究的实验技术，它通过测量物质在加热过程中重量的变化来了解物质的物理和化学变化过程。在这个研究中，研究人员利用TGA对煤的氧化燃烧过程进行了细致的分析，发现煤的氧化过程可以分为三个阶段： 1. 升温失水失重阶段：随着温度升高，煤失去水分导致重量减轻。 2. 升温增重氧化阶段：温度继续升高，煤开始氧化反应，吸收氧气并释放热量，导致重量增加。 3. 升温燃烧失重阶段：氧化反应加剧，煤开始燃烧，释放出更多的热量和气体，重量再次减轻。 关键的创新点在于定义了"着火活化能"，这是从增重阶段过渡到失重阶段的转折点所对应的活化能。活化能是化学反应启动所需的最小能量，着火活化能的大小直接影响煤的自燃倾向。低着火活化能意味着煤更容易达到燃烧的起始条件，因此更易自燃。反之，高着火活化能则需要更高的能量才能触发氧化反应，降低了自燃的风险。 这项研究对于煤炭行业的安全管理和灾害预防具有重要意义。通过测定煤的着火活化能，可以更准确地预测煤的自燃倾向，从而采取相应的预防措施，如改善通风、采用抑制氧化的添加剂或调整储存条件等。此外，这一分类方法也为煤炭的分类、分级和合理利用提供了科学依据，有助于优化煤炭资源的开发和利用策略，减少因自燃造成的损失。