氧氣濃度對含硫無煙煤自燃特性的試驗研究

周西華 ，姜延航 ，白 剛,3 ，李東芳 ，郝慧穎

（1.遼寧工程技術大學 安全科學與工程學院, 遼寧 阜新 123000；2.遼寧工程技術大學 礦山熱動力災害與防治教育部重點實驗室, 遼寧 阜新123000；3.華陽新材料科技集團有限公司, 山西 陽泉 045000）

0 引 言

煤炭自燃是礦井災害的主要形式之一[1]，在我國重點煤礦中，有56%以上的礦井都存在自燃發火的危險，由煤炭自燃而引起的火災占礦井火災總數的90%以上[2-3]。煤炭自燃有可能誘發瓦斯爆炸，造成人員傷亡和經濟損失[4-5]。煤自燃災害多發生在采空區及受壓破碎的煤柱等隱蔽空間，這些區域的空氣流動緩慢，熱量易于積聚，在煤氧化持續耗氧、氧供給不足以及惰性氣體稀釋的共同作用下，氧氣濃度分布不均勻且濃度較低，即煤氧化過程多發生在貧氧(氧氣體積分數＜ 21%)的環境中，因此研究貧氧條件下的煤自燃特性具有重要意義。

眾多學者對煤低溫氧化自燃特性及其氧化動力學參數影響進行了研究，煤自燃受多種因素共同影響，筆者等[6-7]對不同變質程度煤進行了雙管電爐程序升溫燃燒試驗，分析了氣體生成規律并計算燃燒特性參數，為不同煤種火區瓦斯爆炸數值模擬提供基礎參數。楊漪等[8]研究變質程度對煤氧化放熱特性的影響，發現變質程度越低，所需的活化能越低，越容易自燃。鄧軍等[9]研究粒徑對煤低溫氧化階段的氣體產物及耗氧速率的影響，發現煤樣粒徑越大，煤燃燒所需的活化能越高。董憲偉等[10]發現變質程度越高，煤體內部的結構越緊密，內生裂隙越少，氧化反應所需溫度越高。……