注浆防火措施和岩层水造成国内许多矿区采空区遗煤经历长期水体浸泡,势必造成遗煤自燃规律有所变化.为研究采空区长期浸泡煤的自燃特性,以涡北煤矿8201工作面机巷原煤、8201风巷浸水煤为研究对象,从煤微观孔隙结构、官能团演化、氧化升温过程中气体生成规律及氧化动力学参数等方面展开实验研究.结果表明:经浸水风干后的煤体,矿物质含量呈减少趋势;煤中矿物质的溶解导致煤的孔隙结构发生变化,微孔比例增加,比表面积增大,总孔容减小.浸水风干煤体中的活性官能团数量增加,且在升温氧化过程中消耗速率更快;浸水风干煤样的TG-DSC曲线特征温度降低、氧化放热量增加;与原煤样相比,升温氧化过程中,浸水风干煤样的气体产物生成量、生成速率更高,交叉点温度由原煤的196℃降低到190℃,表观活化能由原煤的39.641 kJ/mol降低至39.100 kJ/mol,自燃倾向性增强.论文从煤体物理化学结构和宏观自燃特性变化角度探讨揭示了浸水过程对采空区遗煤自燃特性影响机理.研究结果可为近距离煤层群开采上覆采空区长期浸水煤的自燃防治提供参考.
焦煤 浸水风干 孔隙结构 官能团 自燃特性