煤炭自燃机理的研究进展

doi:10.19286/j.cnki.cci.2018.06.032

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摘要

煤炭自燃是影响煤矿安全生产主要灾害之一，目前被广泛认可的是煤氧复合作用理论。基于此理论，国内外学者对煤自燃机理进行了大量的研究工作。为了分析煤自燃机理的研究现状，从二次氧化的煤自燃、煤自燃的影响因素及煤自燃倾向性的判定等方面的宏观表征，并从官能团、自由基在煤自燃过程中的变化、作用机理等微观特征这两大方面进行归纳总结，最后分析了现阶段瓦斯与煤自燃耦合作用的研究现状。指出煤炭自燃的机理应坚持以基础理论研究为先导，尤其是复采工作面煤炭自燃的机理研究。煤炭自燃的自由基的链式反应以及自由基—活性基团的联合作用机理，多因素耦合条件下的致灾机理仍是研究的重点和难点。煤炭自燃的基础研究为其防治技术提供了发展方向，是煤矿安全生产的重中之重。

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	侯欣然
	乔建
	王福生

关键词 ：煤自燃, 煤矿火灾, 多场耦合, 共生灾害

Abstract：

Coal spontaneous combustion is one of the major disasters affecting the safety of coal mine production. Based on this theory, domestic and foreign scholars have done a lot of research work on the spontaneous combustion mechanism of coal. In order to analyze the present situation of the researches on the mechanism of the coal spontaneous combustion from secondary oxidation of coal spontaneous combustion, the influence factors of coal spontaneous combustion and the determination of coal spontaneous combustion propensity to macro characterization, and from functional groups, the radical changes in the process of coal spontaneous combustion mechanism, microscopic characteristics were summarized, finally the present research situation of gas and coal spontaneous combustion coupling was analyzed. It was pointed out that the mechanism of coal spontaneous combustion should be guided by the basic theory study, especially the mechanism study of coal spontaneous combustion in the face of re-mining. The chain reaction of free radicals in coal spontaneous combustion and the combined action mechanism of free radicals and active groups were still the focus and difficulty of the study under the condition of multi-factor coupling. The basic research of coal spontaneous combustion has provided the development direction for its prevention and control technology, which is the most important part of the safet of coal mines.

Key words： coal spontaneous combustion Coal mine fire Multifield coupling symbiotic disasters

基金资助:

国家自然科学基金资助项目(51474086)；河北省自然科学基金资助项目(E2014209138)；华北理工大学研究生创新项目
（2017B16）；大学生创新创业训练计划资助项目（X2017083）

作者简介: 侯欣然（ 1985— ），女，河北唐山人，博士研究生。

引用本文:

侯欣然，乔建，王福生. 煤炭自燃机理的研究进展[J]. 煤炭与化工, 2018, 41(6): 104-107. Hou Xinran, Qiao Jian, Wang Fusheng. Study on coal spontaneous combustion mechanism. CCI, 2018, 41(6): 104-107.

链接本文:

http://www.mtyhg.com.cn/CN/10.19286/j.cnki.cci.2018.06.032 或 http://www.mtyhg.com.cn/CN/Y2018/V41/I6/104

[ 1 ]       王省身，张国枢. 矿井火灾防治[ M ]. 徐州：中国矿业大学出版社，1990.
[ 2 ]       王    萌. 煤样二次氧化过程中自燃特性规律研究[ J ]. 中州煤炭，2014（ 1 ）：51 - 53.
[ 3 ]       邓    军，赵婧昱，张嬿妮，等. 低变质程度煤二次氧化自燃特性试验[ J ]. 煤炭科学技术，2016，44（ 3 ）49 - 54.
[ 4 ]       Jun Deng, Qingwei Li, Yang Xiao, et al. experimental study on the thermal properties of coal during pyrolysis, oxidation, and re-oxidation[ J ]. Applied Thermal Engineering, （ 2017 ）, 110: 1 137 - 1 152.
[ 5 ]       Deng J, XiaoY, Li QW. Experimental studies of spontaneous com-
bustion and anaerobic cooling of coal [ J ]. Fuel, 2015, 157: 261 - 269.
[ 6 ]       邓    军，宋佳佳，赵婧昱，等. 高温氧化条件下风化煤自燃特性试验研究[ J ]. 煤炭科学技术，2017，45（ 1 ）：73 - 77.
[ 7 ]       Qin Yueping, Liu Wei, Yang Chun, et al. Experimental study on oxygen consumption rate of residual coal in goaf[ J ]. Safety Science, 2012（ 50 ）：787 - 791.
[ 8 ]       朱红青，郭艾东，屈丽娜. 煤热动力学参数、特征温度与挥发分关系的试验研究[ J ]. 中国安全科学学报，2012，22（ 3 ）：55 - 60.
[ 9 ]       Yang Yongliang, Li Zenghua, Si Lili. et al. Study Governing the Impact of Long-Term Water Immersion on Coal Spontaneous Ignition[ J ]. Arab J Sci Eng, 2017（ 42 ）: 3 159 - 3 169.
[ 10 ]      Zhu Jianfang, He Ning, Li Dengji. The relationship between oxygen consumption rate and temperature during coal spontaneous combustion[ J ]. Safety Science, 2012（ 50 ）：842 - 845.
[ 11 ]     周西华，李    昂，聂荣山，等. 不同变质程度煤燃烧阶段链烃生成规律[ J ]. 煤炭学报，2016，41（ 7 ）：1 471 - 1 476.
[ 12 ]     仲晓星，王德明，戚绪尧. 煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法研究[ J ]. 中国矿业大学学报，2009，38（ 6 ）：789 - 793.
[ 13 ]     张玉涛，李亚清，邓    军，等. 煤炭自燃灾变过程突变特性研究[ J ]. 中国安全科学学报，2015，25（ 1 ）：78 - 84.
[ 14 ]     余明高，袁    壮，褚廷湘，等. 不同自燃倾向性煤氧化阶段的表征差异[ J ]. 重庆大学学报，2017，40（ 2 ）：37 - 44.
[ 15 ]     王    寅，王海晖. 基于交叉点温度法煤自燃倾向性评定指标的物理内涵[ J ]. 煤炭学报，2015，40（ 2 ）：377 - 382.
[ 16 ]     Xuyao Qi, Haihui Xin, Deming Wang, et al. A rapid method for determining the R70 self-rate of coal[ J ]. Thermochimica Acta, 2013（ 571 ）: 21 - 27.
[ 17 ]     Marzec Anna. New structural concept for carbonized coals[ J ]. Energy&Fuel, 1997, 11（ 4 ）: 837 - 842.
[ 18 ]     Carol A R, Joeseph T S, Micheal M C etc. Further studies of coal oxidation[ J ]. Fue1, 1983, 62（ 12 ）: 1 387 - 1 932.
[ 19 ]     Brain M L, Lancaster L L, MacPheet J A. Carbonyl groups from chemically and thermally promoted decomposition of peroxides on coal surfaces: Detection of specific types using photoacoustic infrared fourier transform spectroscopy[ J ]. Fue1, 1987, 66（ 7 ）: 979 - 983.
[ 20 ]     董庆年，陈学艺，靳国强，等. 红外发射光谱法原位研究褐煤的低温氧化过程[ J ]. 燃料化学学报，1997，25（ 4 ）：333 - 338.
[ 21 ]     朱学栋，朱子彬，韩崇家，等. 煤中含氧官能团的红外光谱定量分析[ J ]. 燃料化学学报，1999，27（ 4 ）：335 - 338.
[ 22 ]     朱学栋，朱子彬. 红外光谱定量分析煤中脂肪碳和芳香碳[ J ]. 曲阜师范大学学报，2001，27（ 4 ）：64 - 67.
[ 23 ]     张国枢，谢应明，顾建明. 煤炭自燃微观结构变化的红外光谱分析[ J ]. 煤炭学报，2003，28（ 5 ）：474 - 476.
[ 24 ]     陆    伟，胡千庭. 煤低温氧化结构变化规律与煤自燃过程之间的关系[ J ]. 煤炭学报，2007，32（ 9 ）：939 - 944.
[ 25 ]     褚廷湘，杨胜强，孙    燕. 煤的低温氧化实验及红外光谱分析[ J ]. 中国安全科学学报，2008，18（ 1 ）：171 - 176.
[ 26 ]     J A Macphee, J P Charland, L Giroux. Applicaton of TG-FTIR to the determination of organic oxygen and its speciation in the Argonne premium coal samples[ J ]. Fuel Processing Technology, 2005：335 - 341.
[ 27 ]     杨永良，李增华，尹文宣. 易自燃煤漫反射红外光谱特征[ J ]. 煤炭学报，2007，32 （ 7 ）：729 - 733.
[ 28 ]     张嬿妮，邓    军，杨    华. 不同变质程度煤微观结构特征的试验研究[ J ]. 安全与环境学报，2014，14（ 4 ）：67 - 70.
[ 29 ]     邓    军，赵婧昱，张嬿妮. 不同变质程度煤二次氧化自燃的微观特性试验[ J ]. 煤炭学报，2016，41（ 5 ）：1 164 - 1 172.
[ 30 ]     Wang Deming, Zhong Xiaoxing, Gu Junjie, et al. Changes in active functions groups during low-temperature oxidation of coal[ J ]. Mining Science and Technology, 2010（ 20 ）：0 035 - 0 040.
[ 31 ]     De-ming Wang, Hai-hui Xin, Xu-yao Qi, et al. Reaction pathway of coal oxidation at low temperatures：a model of cyclic chain reactions and kinetic characteristics[ J ]. Combustion and Flame，2016（ 163 ）：447 - 460.
[ 32 ]     戚绪尧. 煤中活性基团的氧化剂自反应过程[ D ]. 徐州：中国矿业大学，2011.
[ 33 ]     Qi Xuyao, Wang Deming, James A Milke, et al. Self-reaction of initial active groups in coal[ J ]. International Journal of Mining Science and Technology, 2012（ 22 ）：169 - 175.
[ 34 ]     李增华. 煤炭自燃的自由基反应机理[ J ]. 中国矿业大学学报，1996，25（ 3 ）：111 - 114.
[ 35 ]     戴广龙. 煤低温氧化过程中自由基浓度与气体产物[ J ]. 煤炭学报，2012，37（ 1 ）：122 - 126.
[ 36 ]     仲晓星，王德明，徐永亮，等. 煤氧化过程中的自由基变化特性[ J ]. 煤炭学报，2010，35（ 6 ）：960 - 963.
[ 37 ]     位爱竹. 煤炭自燃自由基反应机理的实验研究[ D ]. 中国矿业大学，2008.
[ 38 ]     罗道成，刘俊峰. 不同反应条件对煤中自由基的影响[ J ]. 煤炭学报，2008，33（ 7 ）：807 - 811.
[ 39 ]     周福宝. 瓦斯与煤自燃共存研究（ Ⅰ ）：致灾机理[ J ]. 煤炭学报，2012，37（ 5 ）：843 - 849.
[ 40 ]     周福宝，夏同强，史波波. 瓦斯与煤自燃共存研究（ II ）：防治新技术[ J ]. 煤炭学报，2013，38（ 3 ）：353 - 360.
[ 41 ]     褚廷湘，姜德义，余明高. 顶板巷瓦斯抽采诱导煤自燃机制及安全抽采量研究[ J ]. 煤炭学报，2016，41（ 7 ）：1 701-
1 710.
[ 42 ]     宋万新. 含瓦斯风流对煤自燃氧化特性影响的理论及应用研究[ D ]. 徐州：中国矿业大学，2012.
[ 43 ]     高    洋. 煤矿开采引起的采空区瓦斯与煤自燃共生灾害研究[ D ]. 北京：中国矿业大学（北京），2014.