不同粒度煤低溫氧化中自由基變化的實驗研究

胡東亮，楊勝強, 吳華幫

(1.貴州盤江精煤股份有限公司 山腳樹礦， 貴州 盤州 553533； 2.中國礦業(yè)大學(xué) 安全工程學(xué)院，江蘇 徐州 221000； 3.中國礦業(yè)大學(xué) 煤炭資源與安全開采國家重點實驗室， 江蘇 徐州 221000)

0 引 言

煤炭開采過程中，煤自燃嚴重威脅礦井的安全生產(chǎn)，危及人員和設(shè)備的安全[1]。目前，中國60%的礦井存在自燃危險性，90%以上的礦井火災(zāi)是由煤自燃引起的[2-4]。煤自燃過程，煤的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，同時排放出大量CO2和CH4等溫室氣體及CO等有毒有害氣體[5-8]。煤自燃是非常復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過程，煤表面的活性因子與氧氣發(fā)生物理作用和化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生熱量，持續(xù)蓄熱，達到所需溫度后發(fā)生自燃[9]。眾多學(xué)者通過各類實驗，研究粒度對煤自燃進程的影響規(guī)律[10-13]。馬礪等[14]根據(jù)實驗得出煤樣的粒度對煤的自燃極限參數(shù)有明顯影響。秦躍平等[15]研究發(fā)現(xiàn)，相同溫度條件下，氧化速度有隨著煤粒度的增大而減小的規(guī)律性。鄧軍等[16]研究得到粒度對表觀活化能的影響較大，且基本遵循粒度越大，活化能越大的規(guī)律。王鳳雙等[17]提出升溫速率隨煤樣粒度的減小而增大。陳興等[18]根據(jù)實驗研究，得出隨著煤樣粒度的減小，煤樣和O2反應(yīng)面積增大，交叉點溫度相應(yīng)降低，煤樣粒度對煤自燃傾向性有明顯影響。

在前人研究的基礎(chǔ)上，利用實驗室條件，根據(jù)自由基作用學(xué)說[19]，通過電子自旋共振波譜儀(ESR)，研究不同粒度煤氧化過程中自由基反應(yīng)進程，尤其是低溫階段的變化規(guī)律，對生產(chǎn)實踐中煤自燃預(yù)防及控制有一定的指導(dǎo)作用。……