煤自燃特征溫度與微觀結構變化及關聯性分析

張玉濤 ，楊 杰 ，李亞清 ，張園勃 ，史學強

（西安科技大學 安全科學與工程學院, 陜西 西安 710054）

0 引 言

煤炭是我國最重要的能源之一，在國民生產生活中占據著重要的地位。但是煤自燃災害嚴重的威脅著礦井的安全生產[1-2]。國有重點煤礦56%以上具有自燃傾向性，每年因自燃形成的火災近400 次[3]。煤自燃災害的防治對我國煤礦安全生產具有重要的意義[4]。

煤自燃升溫過程中存在著諸多的特征溫度，它們反映了煤自燃的特性。肖旸等[5]利用熱重試驗確定了煤自燃過程中7 個特征溫度點；余明高等[6]利用同步熱分析試驗研究了煤自燃過程并計算了該反應的活化能，結果表明活化能轉折點與煤自燃特征溫度存在明顯的對應關系；鄧軍等[7]研究發現煤自燃特征溫度隨著變質程度的增大而增大；屈麗娜，朱紅青，王云鶴等[8-10]研究發現隨著揮發分含量的增加煤自燃特征溫度逐漸降低；文虎等[11]利用熱重研究了不同氧濃度下不同變質程度煤樣自燃過程的特征溫度的變化規律；王海燕等[12]研究了富氧條件下煤自燃過程，發現氧濃度對特征溫度的影響很小；馬礪等[13]研究表明氧化氣氛中CO2濃度的增大會導致TG，DTG 曲線差異越大，特征溫度點滯后。

煤自燃的本質是煤中復雜的微觀結構與氧氣反應產生熱量大于煤與環境之間逸散的熱量，從而造成熱量積累引起自燃。因此，煤體本身的微觀結構決定了煤的反應性。基于此，王福生等[14]研究發現高變質程度煤樣的微觀結構更加緊密；……