高温氧化条件下风化煤自燃特性试验研究

邓军^1,2，宋佳佳^1,2，赵婧昱^1,2，蒋上荣^1,2，肖旸^1,2，张嬿妮^1,2

1. 西安科技大学安全科学与工程学院2. 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室

摘 要：为掌握煤层露头火灾的发展演化规律,采用高温程序升温试验系统模拟了风化煤的高温氧化自燃过程,得到了从常温到650℃高温氧化过程中的宏观自燃特性及其表征参数,并应用指标气体的增长率分析法确定出风化煤高温氧化的特征温度点。结果表明:风化煤在高温低氧浓度条件下仍能持续发生氧化反应,并放出大量的热量,来维持其自燃;风化煤内含有的腐植酸会随着煤温的升高,逐渐发生热分解反应,从而导致氧化反应,产生的CO₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₆浓度增加,且CH₄、C₂H₄、C₂H₆浓度随煤温的变化规律相似,由于风化煤受到化学风化作用,使这3种气体在低温阶段的浓度都比较小,之后随着温度的升高而迅速增大;此外,煤样粒径<0.9 mm时高温氧化产生的CO浓度,比其他粒径下的CO浓度总体上都大;在400⁵90℃,煤样粒径为7¹0 mm时,高温氧化产生的CO浓度最小。

关键词：风化煤;高温氧化;气体浓度;特征温度点;粒径;