褐煤自燃机理及阻化剂防自燃技术进展
煤炭自燃机理及防治措施
煤炭自燃机理及防治措施1 煤的自燃机理1.1 概述关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。
需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。
因此，煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。
其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。
此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。
如煤的品级；煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙；煤层埋藏深度和煤层厚度；开采方法和通风方式等。
煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。
1.2 煤自燃的不同阶段（1）水吸附阶段。
与其他阶段不同，这个阶段只是个物理过程，煤与氧不会发生反应，煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因，但他对煤自热，特别是低品级的煤自热有重要影响。
当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿热。
所以，多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。
（2）化学吸附阶段。
煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。
该阶段的反应温度为环境温度至70℃。
这伸过程中煤吸附氧气会产生过氧化物，因而叫做化学吸附阶段。
化学吸附阶段煤重略有增加，并产生气体，其中的CO可作为标准气体，通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报，化学吸附阶段需要少量水参加反应。
根据煤的品级和类型不同，化学吸附的放热量在5.04～6.72J/g之间变化。
若煤温达到70℃时会分解，煤重随之在幅度下降，甚至比原始煤重还要轻。
煤中水汾的蒸发可带走一些热量，该过程产热量晨16.8～75.6J/g间变化。
若煤氧化进行到这个阶段，想使其不自燃是非常困难的。
（4）煤氧复合物生成阶段。
该阶段生成一种稳定的化合物，即煤氧复合物。
其反应温度范围为150～230℃。
产生的热量25.2～003.4J/g。
煤炭自燃机理及防治措施
煤炭自燃机理及防治措施1. 煤炭自燃机理煤炭在长期堆放或运输过程中，由于各种原因会发生自燃。
煤炭自燃是指煤炭在空气中氧化产热，炭渣在热的作用下又反过来氧化，从而释放出更多的热，不断形成自蒸自燃的链式反应，最终导致整个煤堆自燃。
1.1 自燃的原因自燃的原因很复杂，主要有以下几个方面： 1. 煤本身所含的杂质会使氧化反应更加迅速； 2. 煤的结构特性，例如表面积、孔隙率、含水率等都对煤的自燃性质有影响； 3. 煤的存储和运输中遇到的气候和环境变化会产生影响； 4. 存储堆放方式不合理，破坏了煤堆的组织结构、增加了煤堆的密度和湿度等也是影响因素之一； 5. 存放时间过长，不适当的处理方式等也会导致自燃。
1.2 自燃的过程煤的自燃过程发生在空气中。
煤堆中的空气和煤堆表面的空气形成煤堆空气层。
在运动的空气的作用下，煤堆表面的水分开始蒸发，导致煤堆表面温度升高。
随着温度的升高，煤中的水分挥发，煤内部局部升温。
当局部温度达到煤的自燃点时，就会引起自燃。
同时，煤中还可能存在化学反应，例如氧化、聚合等反应，加速了自燃的过程。
1.3 自燃的类型自燃可分为三类：微观自燃（微小的火花、电火花等导致）、局部自燃（局部温度升高、氧化反应开始时产生）、全面自燃（煤堆内多处同时发生火灾，煤炭质量严重下降）。
2. 煤炭自燃防治措施为了预防煤堆自燃，要采取一系列防治措施，包括： 1. 煤堆的布放和运输要注意放置、通风和排水，保证煤质的稳定。
2. 在堆放和运输中，要注意煤堆的密度和高度，堆放时间不宜过长，防止煤的自然风化和氧化。
3. 堆放地的基础要坚实，同时要注意煤堆的密实度和排水，确保煤堆安全。
4. 监测煤堆的温度，及时检测异常情况，采取相应防止措施，避免煤的自燃。
5. 对煤堆的管理要循环利用，减少浪费，以便提高效益，节约资源。
6. 加强对科研和技术的投资，提高煤堆的安全性，有选择地适当地提高煤的自燃点，减轻煤的自然风化和氧化过程。
《煤自燃动力学机制及阻化优选研究》
《煤自燃动力学机制及阻化优选研究》篇一一、引言煤自燃是一种常见的煤炭自燃现象，它不仅对煤炭资源造成极大的浪费，还会对环境和人类健康造成危害。
因此，研究煤自燃的动力学机制及阻化优选具有重要的理论和实践意义。
本文旨在探讨煤自燃的动力学机制，并就如何选择和利用阻化剂进行优化研究。
二、煤自燃动力学机制煤自燃是一个复杂的物理化学过程，涉及到煤的化学组成、物理性质、环境条件等多方面因素。
其动力学机制主要包括热解、氧化和燃烧等过程。
1. 热解过程煤在受热过程中，首先发生热解反应。
热解过程中，煤中的有机质分解为气体、液体和固体等产物。
这些产物的性质和数量与煤的化学组成和温度密切相关。
2. 氧化过程当煤处于一定的温度范围内时，其表面会与空气中的氧气发生氧化反应。
这一过程会释放出大量的热量，使煤的温度进一步升高。
随着温度的升高，氧化反应速率加快，形成了一个正反馈机制，使煤自燃的可能性增大。
3. 燃烧过程当煤的氧化反应达到一定程度时，会引发燃烧反应。
燃烧过程中，煤中的可燃物质与氧气发生剧烈的化学反应，释放出大量的热能和气体。
这一过程是煤自燃的主要阶段，也是造成资源浪费和环境危害的主要原因。
三、阻化优选研究为了防止煤自燃，需要采取有效的阻化措施。
阻化剂是一种能够减缓或阻止煤自燃的物质。
选择合适的阻化剂对于预防煤自燃具有重要意义。
1. 阻化剂种类及作用机理目前，常用的阻化剂主要包括无机盐、有机化合物和复合型阻化剂等。
这些阻化剂主要通过抑制煤的氧化反应、降低煤的表面活性、吸收热量等作用来达到阻止煤自燃的目的。
2. 阻化剂优选原则在选择阻化剂时，应遵循以下原则：一是高效性，即能够有效减缓或阻止煤自燃；二是环保性，即对环境和人类健康无害；三是经济性，即成本较低，易于推广应用。
此外，还应考虑煤的化学组成、物理性质、环境条件等因素，选择适合的阻化剂。
3. 阻化剂优选方法为了优选阻化剂，可以采用实验研究和数值模拟等方法。
实验研究可以通过对比不同阻化剂在相同条件下的阻化效果，以及阻化剂对煤的化学组成、物理性质和环境条件的影响等因素来评估其优劣。
防止煤炭自燃阻化剂研究进展
防止煤炭自燃阻化剂研究进展我国煤炭资源丰富，产量和消费量居世界前列，但大约75%的开采煤层存在自然发火危险。
煤炭自燃造成巨大的经济损失、人员伤亡，并严重污染环境。
所以，防止煤矿煤炭自燃尤为重要。
煤的自燃，是指煤在没有外来热源的情况下，由于自身氧化积热，使煤的温度升高，达到煤的自燃着火点而发生燃烧的现象。
目前，较常用的抑制煤炭自燃方法有注水、灌浆、漏风封堵、阻化剂、均压、惰性气体、凝胶等防灭火技术。
其中阻化剂防灭火技术在抑制煤炭自燃中得到了广泛应用，并取得良好效果。
1、阻化剂阻燃机理阻化剂又称阻燃剂，是抑制煤氧结合、降低煤氧化活性以阻止氧化和防止煤炭自燃的化学药剂。
它通过吸水隔氧作用、保湿降温作用、吸热作用、覆盖活性中心作用、抑制或中断链反应作用、惰性气体窒息作用等机理协同发挥，抑制了煤的自热和自燃。
2、煤炭自燃阻化剂2.1卤盐阻化剂卤盐阻化剂主要有MgCl2、CaCl2和NaCl 等。
这些组分具有很强的吸水性，能使煤长期处于潮湿的状态，或形成水膜层隔绝了氧气，抑制煤的低温氧化。
即使煤体发生了低温氧化，阻化剂所含的大量水分气化吸热降温，减小了煤体的升温速率，抑制煤的自燃。
彭本信等使用MgCl2、CaCl2、ZnCl2等阻化剂对煤进行了阻化剂防火实验室试验，以活化能、活化中心等理论分析了阻化剂对各煤阶煤的阻化机理。
后来为了降低防火费用，许多矿区因地制宜，就地取材，利用本地区化工厂的废渣废液中含有的NaCl 、AlCl3等作为阻化剂。
近年来，刘吉波研究了MgCl2、CaCl2等吸水盐类氯化物汽雾阻化剂的应用，得出经济高效的阻化剂浓度以15% 为宜。
单亚飞等以MgCl2、KCl、NaCl 为阻化剂进行了实验，得出煤的自燃过程阻化剂分别起到催化－阻化－催化作用。
郑兰芳研究表明浓度高于20% 的MgCl2阻化剂阻化效果好，阻化率可达80%。
谢锋承得出MgCl2在煤自然过程中前期均表现出较好的阻化效果，但后期逐渐减弱，甚至出现了催化作用。
褐煤自燃机理及阻化剂防自燃技术进展
气 中氧气 浓度 、 降低 氧化 反应 速率 。 硅凝胶 阻化 剂 含水 量 高 ， 入煤 体 后 ， 注 可使 煤 体含 水 量 升 高 ， 起
到降温作用 ， 预防煤 自 燃。硅凝胶的成本低 ， 应用 广泛 ， 但是成胶过程 中产生的刺激性气体 Ｎ ， Ｈ， 对 环境造 成 一定程 度 的污染 也影 响工 人健康 。 无 氨 凝胶是 在 硅酸凝 胶 的基础 上 ，选用 无 氨
形成 一层 保护 层通过覆 盖煤 的表面 活性 中 心来减 少煤 氧接 触 的机会 ； 三是 通过带 人 大量水 分 ， 利用
１ 褐煤 自燃机理
煤 的 自燃 是一 个非 常复 杂 的物理化 学 变化 过 程 ， 于煤 炭 自燃 的起 因和 过 程 ， １ 纪起 到 关 自 ７世 目前为 止学 者们 提 出多种煤 炭 自燃学说 ，其 中煤
盐类 ，它们能使煤体长期处于潮湿状态或形成一
２ １ 年第 ６ ０１ 期
张
静， 等
褐煤 自 燃机理及阻化剂防 自燃技术进展
６ ７
层水膜层隔绝氧气。利用水分蒸发吸收大量的热
量， 减小 煤堆 的升温 速率 ， 而 中断或 减缓 自由基 从 链 反应 的连 续进 行 ， 一 定程度 可 抑制 煤 自燃 。 在 最
火。 每种阻化剂的阻化机理往往不是单一的 ， 而是
不 同机理 综合 作用 的结 果 。 目前 常用 的阻 化剂 主 要 有 卤盐 吸水 液 、 氧化 钙 阻 化液 、 氢 硅凝 胶 、 聚 高
物阻化剂和复合阻化剂等。 ２１ 卤盐 吸水液 ．
卤盐吸水液阻化剂 （ ＣＣ ｇ Ｉ Ｎ Ｃ 和 如 ａ １Ｍ Ｃ 、 ａ １ 、 ＡＣ 的水 溶液 ） 要是 一些 吸水 性 很强 的无机 ＩＩ等 主
煤自燃阻化机理及其应用技术的研究进展
煤自燃阻化机理及其应用技术的研究进展肖旸;吕慧菲;邓军;王彩萍【摘要】煤自燃阻化技术在煤炭开采中获得了广泛的推广应用,创造了巨大的经济效益和安全效益.为提高防灭火的针对性和高效性,结合煤自燃发生的充要条件,从破坏其中任一条件出发,进行煤自燃阻化机理及其应用技术的研究进展评述.煤白燃的阻化机理,在微观方面表现为阻止煤自燃自由基的链式反应发生以及破坏煤分子结构活性基团,在宏观方面主要表现在耗氧速率、气体产生率、放热强度和阻化率等阻化性能指标参数,并针对现场应用实际,划分出煤自燃阻化剂的类别,以及对应的适应性和时效性指标,并展望了阻化剂的发展趋势,为有效防治煤自燃提供依据.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2017(024)001【总页数】7页(P176-182)【关键词】煤自燃;阻化机理;阻化剂;防灭火【作者】肖旸;吕慧菲;邓军;王彩萍【作者单位】西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】X936;TD75+2.2煤火灾害是煤矿生产的主要灾害之一，而其中以煤自燃导致的矿井火灾尤为严重[1]，它不仅会造成资源的大量损失，同时也易引起酸雨、雾霾等环境问题[2]，因此运用正确的方法，采取恰当的措施，做好煤矿火灾防治工作具有重要意义[3]。
煤自燃的主要防治技术有阻化、惰化、降温等防灭火技术，其中阻化技术在防治煤自燃方面取得了很好的效果。
自1976年在平庄王家煤矿首次使用阻化剂以来，阻化剂就已广泛应用于我国煤矿防灭火[4]。
根据煤自燃发生的四个充要条件，结合阻化剂的阻化机理,若任意破坏一个条件，煤自燃过程就会延缓或终止，这为煤自燃防治提供了科学依据。
煤自燃火灾防治技术研究进展及趋势
煤自燃火灾防治技术研究进展及趋势发布时间：2021-06-17T11:08:36.620Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷第6期作者：田勇[导读] 煤炭是我国的重要能源之一，但是在煤炭开采的过程中，很容易出现煤炭自燃的严重灾害。
煤炭在开采过程中的自燃现象不仅会烧毁大量的煤炭资源田勇准格尔旗宏丰煤炭运销有限责任公司，内蒙 010406摘要：煤炭是我国的重要能源之一，但是在煤炭开采的过程中，很容易出现煤炭自燃的严重灾害。
煤炭在开采过程中的自燃现象不仅会烧毁大量的煤炭资源，还容易引发爆炸等重大安全事故，为煤矿开采企业造成巨大的经济损失，以及人员伤亡。
为了能够不断的提高煤矿企业对于煤炭自燃事故的防控水平，使我国煤炭资源能够更加安全稳定的开采，本文深入的分析了煤自燃理论目前发展的现状，并且总结了煤自燃防控的主要方式和技术，通过各种标准的信息化方式来辨别火源，将防控的技术和水平不断提高，希望为日后煤炭开采过程中控制煤自燃灾害提供参考意见。
关键词：煤自燃火灾；防治技术；发展趋势1煤炭自燃火灾防控技术以及特点1.1堵漏控氧技术堵漏控氧灭火技术是目前防治煤炭火灾的重要技术手段，在煤炭火灾中有广泛的应用范围。
传统的堵漏控氧技术主要是应用水泥喷浆技术，但是目前已经有新型的发泡水泥填充防火技术被研究出来，这种技术的主要作用就是对于煤炭开采过程中的通风口进行封堵工作，从根源上防止外界对矿道内的煤炭资源提供氧气。
发泡水泥主要是运用了普通的硅酸盐水泥和发泡剂等等为辅助材料，通过一定比例进行搅拌而形成的灭火材料。
这种发泡水泥在使用的过程中流动性较强，并且具有良好的渗透性，适合作用在松散的煤炭结构中，能够有效地对煤炭结构之间的空隙进行填补。
发泡水泥材料中富含丰富的水分，在流动性较强的同时，还能够有效地降低煤炭资源表面的温度，在作用一段时间后，发泡水泥内部的水分就会蒸发，然后形成比较稳定的体结构，但是在使用的过程中，还是存在一定的弊端，目前发泡水泥的抗压能力以及稳定性还不是很充足，并且发泡膨胀的体积范围有限，能够持续的周期也较短。
《2024年煤自燃动力学机制及阻化优选研究》范文
《煤自燃动力学机制及阻化优选研究》篇一一、引言煤炭自燃现象是一种在采煤和存储过程中常见的安全隐患，不仅会导致资源浪费，还会对环境造成严重污染。
因此，深入研究煤自燃的动力学机制以及如何进行阻化研究具有重要的理论和实践意义。
本文将探讨煤自燃的机理，以及通过优化阻化措施来有效控制煤自燃的可行性。
二、煤自燃动力学机制煤自燃的机理是一个复杂的物理化学过程，涉及到煤的化学组成、物理结构、环境条件等多个因素。
首先，煤中含有的可燃物质如碳、硫、氮等在特定条件下会与氧气发生反应，产生热量。
当热量积累到一定程度时，煤体温度升高，进一步加速了化学反应的进行。
这种自加热过程不断循环，最终导致煤的自燃。
具体来说，煤自燃的动力学机制包括以下几个关键环节：首先是热量的产生和积累；其次是热量传递的路径和速度；最后是煤体内部温度的分布和变化。
这些环节相互影响，共同决定了煤自燃的过程和结果。
三、阻化措施研究针对煤自燃的机理，我们可以采取一系列阻化措施来控制其发展。
首先，可以从改变煤的物理结构入手，如添加阻化剂、调整煤的堆积密度等。
其次，可以通过改善存储环境来降低煤体温度和氧气浓度，从而抑制化学反应的进行。
最后，还可以通过监测和预警系统来及时发现和处理潜在的自燃风险。
（一）阻化剂的应用阻化剂是一种能有效抑制煤自燃的物质。
其作用机制主要包括减少化学反应的活化能、吸收热量、改变煤的物理结构等。
目前，常用的阻化剂包括无机盐、有机化合物等。
通过实验研究和实际应用，我们发现某些阻化剂在特定条件下具有较好的阻化效果。
然而，阻化剂的选择和使用仍需根据具体情况进行优化和调整。
（二）改善存储环境改善存储环境是另一种有效的阻化措施。
具体而言，可以通过降低环境温度、减少氧气浓度、提高通风条件等手段来降低煤体温度和减缓化学反应的进行。
这种方法简单易行，但需要投入一定的设备和人力成本。
在实际应用中，需要根据具体情况进行综合考虑。
（三）监测和预警系统建立完善的监测和预警系统是预防和控制煤自燃的重要手段。
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触，煤体对氧进行物理吸附，放出物理吸附热；随 后发生煤一氧化学吸附并伴随化学反应，放出化 学吸附热和化学反应热。若热量不能及时散发，就 会引起自热。随着煤中的热量积聚，煤体温度不断 地升高。温度升高促使氧化反应更为剧烈，剧烈反 应又会放出大量热，升温速度进一步加快，形成正 万方数据
卤盐吸水液
卤盐吸水液阻化剂（如ＣａＣｌ：、ＭｇＣｌ：、ＮａＣｌ和 ＡＩＣｌ，等的水溶液）主要是一些吸水性很强的无机 盐类，它们能使煤体长期处于潮湿状态或形成一
科学．１９９７．６（１）：２０－－２６
４结语
褐煤在我国储量丰富，但是由于变质程度低 而极易自燃，研究褐煤的自燃机理具有重要意义。 阻化剂防灭火技术是国内外煤矿常用的防止煤自 燃的措施之一，但目前常用的阻化剂都有一定的 局限性，适应性广的阻化剂更是为数不多。为此， 今后在研究煤自燃阻化剂时，应选择一些能覆盖 煤表面活性中心的物质做阻化荆．还应该尽可能 考虑影响煤自燃的多方面因素，并与煤炭开采过 程相结合，开发价格低廉、无毒高效、工艺简单、操 作方便和适应性广的防煤炭自燃阻化荆。
此类阻化剂时必须慎重考虑其高温抗氧化陛能。 ３新型阻化剂防自燃技术发展方向
３．１
阻化剂的复配技术
每种阻化剂都有一定的局限性，复配使用要
比单独使用效果好。例如三相泡沫就是将泥浆和 惰性气体泡沫复配的成功例子【９］。三相泡沫是将 不溶性的粉煤灰或黄泥分散在水中，要富含黄铁矿
基础上提出了阻化剂防自燃技术的发展方向。
为主，其次是羟基和羰基，甲氧基很少，这些基团 有随碳含量增加而降低的趋势。大量反应性较强 的官能团，使褐煤较易与空气中的氧作用，放出反 应热，自燃倾向性强。另外，褐煤所含杂质较多、可 燃性的挥发分含量高，以及含硫矿物多，也是褐煤 易自燃的原因之一。
２常用防自燃阻化剂
［参考文献】
［１］宋贝．周江红．我国褐煤煤化工技术现状及发展前景
［９］辜渡涛，王蒜明．三相泡沫防治煤炭自燃的特性及应 用［Ｊ］．北京科技大学学报，２００７，２９（１０）：９７１—９／４ ［１０］ＭｅｎｇＸＬ
ｒｅｔａｒｄａｎｃｙ ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｕ Ｒ ｚ＇Ｗｕ Ｇ Ｇ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎｆｌａｍｅ ｏｆ ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ
气不能进入煤体；成胶反应产生ＮＨ，，可以稀释空 万方数据
能源技术与管理
２０１１年第６期
Ｂｅｒｇｉｎｓ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ／ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｗａｔｏｆｉｎｇ ｏｆ
醇隔氧泡沫阻化剂是选取合适的发泡剂对ＰＶＡ 凝胶进行泡沫化处理制备而成的新型泡沫阻化 剂。该泡沫阻化剂同样能有效减缓煤的氧化放热 速率，抑制煤温升高，具有优越的隔氧性能和良好 的稳定性，对煤质无影响，并且应用范围更广。成 本更低，具有良好的应用前景。
２０１１年第６期
张静，等褐煤自燃机理及阻化剂防自燃技术进展
６７
层水膜层隔绝氧气。利用水分蒸发吸收大量的热
量，减小煤堆的升温速率，从而中断或减缓自由基 链反应的连续进行，在一定程度可抑制煤自燃。最 主要的原因还是因为它具有负催化作用，即煤的 自由基链式反应中加入吸水盐类阻化剂，生成稳 定的链环，减缓或抑制煤氧气与表面活性自由基 团的反应速率【引。 董希琳得出，化学周期表中碱土金属的盐及 其氧化物对褐煤具有良好的阻化效果，其中ＺｎＣｌ： 阻化效果最好，阻化率可达８０％。９３．７％【６］。 ２．２铵盐阻化液
（上接第６０页）孔，直到钻孔上端只剩５０ ｃｍ左右 时停止，将准备好的快干水泥或锚固剂填入孔口， 再用湿的水泥将７Ｌ口塞实，撒上千水泥粉，固定好 孔口。⑦注浆２４ ｈ后，待浆液凝固变硬后，将压力 表与测压管相连，封孔完毕。
２．３测量数据
ｉｉ－，ｌ＾】１・ｊ｝ｌ叛矗。：１１。‘卜ｆ、㈦小
通过上述的封孔测压方法，测得的瓦斯压力 更能接近真实值。由于第二次是带压注浆，使得浆 液充分的进入岩孔裂隙，大大提高了封孔质量。
ｔＯ
ａｌｃｏｈｏｌ ｔｈｅ
ｏｘｙｇｅｎ－ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｃｏａｌ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ
ｍａｔｅｒｉａｌ ｂｙ
ｐｒｅｖｅｎｔ
ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｔｙ
ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｍｉｎｉｎｇ
８８２—８８５
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，２０（６ｋ
［１１］孟献粱，楮謇智，吴国光，等．防止煤炭自燃用聚乙烯 醇皤氧凝胶的实验室制备及性能研究［Ｊ］．煤炭工
体Ｎ：或空气并添加极少量的添加剂（发泡剂和稳
泡剂），通过三相泡沫发泡器充分搅拌混合，形成 固体颗粒均匀附着在气泡壁上的大量富集的含有
气一液一固三相的体系。该技术特别适用倾斜开采
煤层，已成功应用于多家煤矿，取得了良好效果。 ３．２新型凝胶阻化剂
但ｃａ（０Ｈ）：在水中的溶解度小，与水混合后
容易形成崮液混合物，可对泵以及封孔器产生破 坏作用，还会阻塞煤体孑Ｌ隙。另外，Ｃａ（ＯＨ）：强碱
ＦｅＳ：）发生自身氧化循环反应，主要产物是Ｈ：ＳＯ。 和Ｆｅ：（Ｓ０４）３。Ｃａ（ＯＨ）：溶液能在已氧化的黄铁矿表 面和Ｈ：ＳＯ。、Ｆｅ：（ｓ０４），分别发生如下化学反应： Ｈ２Ｓ０４＋Ｃａ（ＯＨ）２＝ＣａＳ０４＋２Ｈ２０ Ｆｅ２（Ｓ０４）３＋３Ｃａ（ＯＨ）２＝３ＣａＳ０４＋２Ｆｅ（ＯＨ）３ 反应产物以及没有反应的Ｃａ（ＯＨ）：在黄铁矿 表面构成一层亲水性膜，抑制黄铁矿的氧化，使氧 化循环反应发生中断，从而达到阻化的目的。
本实验室开发的聚乙烯醇（ＰＶＡ）隔氧凝胶阻
化剂ＨＯ—ｌ Ｊ］，是一种新型的凝胶阻化剂，其配方为 ９４．８５％水、４％ＰＶＡ、ｌ％改性剂Ａ、０．１５％促凝剂Ｂ。
性、强腐蚀性，对设备的耐腐蚀性要求高。
２．４硅凝胶 硅凝胶主要是由水玻璃和同化剂组成，其中 固化剂一般为铵盐。在注浆或喷洒前将水玻璃和
试验结果表明，该隔氧凝胶能够在短时间内成胶，
３结论
通过在旧街煤矿的两个下向钻孔进行上述封
戴
孔，取得非常显著的效果：煤层瓦斯压力钡Ｉ定最难 解决的问题是钻孔周围裂隙漏气问题．解决此问 题的关键是寻找一种合适的方法把钻孔周围的裂 隙密封住；上述封孔测压技术使“钻孔一裂隙一 岩体”紧密地成为一体，较好地解决了钻孔周围裂
程．２００９（９）：１０２—１０５
［Ｊ］．科协论坛，２０１０（９）：３４ ［２］万永周，高俊荣．肖雷，等褐煤的脱水提质研究［Ｊ］．
煤炭工程．２０１０（４）：７５—７７
［作者简介】 张静（１９８７一），女，陕西延安人．硕士研究生，从事洁净 煤技术及煤化工方面的研究。 ［牧稿日期：２０１１—０６—２３］
气和煤粒表面，使煤粒被阻化液湿润，随着水分的 蒸发，高聚物乳液凝聚成一层崮相层覆盖在煤的表 面，从而阻止和延缓氧气的进入，起到隔氧阻化的
热反应，能够吸收煤体的一部分热量，降低煤炭温 度，起到冷却作用；挥发出来的游离氨也能够捕获
煤氧化链反应中的自由基ＯＨ基，从而阻止氧化
反应的继续，起到抑制煤炭自燃的作用。同时，碳
固化后成膜，具有较好的塑性，能有效阻隔氧气进 入，使煤层中氧气浓度基本稳定在３％～６％之间 的时间长达６３ ｄ以上，能有效达到预防煤炭自燃 的目的。 ３．３新型泡沫阻化剂 在聚乙烯醇隔氧凝胶阻化剂的基础上，本实 验室又开发了聚乙烯醇隔氧泡沫阻化剂。聚乙烯
同化剂分别配成一定浓度的水溶液并进行混合，
一定时间后凝固成凝胶。 硅凝胶可封闭煤中孑Ｌ隙。隔断漏风通道，使空
［３］Ｃｈｆｉｓｄａｎ
ｌｉｇｎｉｔｅ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，２００４，８３｛３）：２６７－２７６ ［４】邵俊杰．褐煤提质技术现状及我国褐煤提质技术发展 趋势初探［Ｊ］．神华科技．２００９，７（２）：１７—２２ ［５］郑兰芳．阻化剂抑制煤炭氧化自燃性能的实验研究 ［Ｄ］．西安：西安科技大学，２００９ ［６］董希琳，陈长江，郭艳丽．煤炭自燃阻化文献综述［Ｊ］． 消防科学与技术．２００２．３（２）：２８—３】 ［７］王卫国。刘士春．鲍杰．煤自燃阻化机理及物理化学复 配凰化技术［Ｊ］能源技术与管理，２００９（６）：７４—７６ ［８］董希琳ＤＤＳ系列煤炭自燃阻化剂试验研究［Ｊ］火灾
阻化剂是防治煤自燃的重要手段，其阻化机 理有以下几种：一是通过破坏或减少煤体中反应 活化能较低的结构防止煤自燃；二是在煤体表面
形成一层保护层通过覆盖煤的表面活性中心来减
１褐煤自燃机理
煤的自燃是一个非常复杂的物理化学变化过 程，关于煤炭自燃的起因和过程，自１７世纪起到 目前为止学者们提出多种煤炭自燃学说，其中煤 氧复合作用学说得到了大多数学者的一致认同。
大分子结构中成为杂环氧。含氧官能团以酚羟基
０引
言
我国褐煤资源储量丰富，褐煤资源量３ １９４．３８ 亿ｔ，占煤炭资源总量的５．７４％；褐煤探明保有资 源量１２９１．３２亿ｔ。占全国探明保有资源量的 １２．６９％Ｅ¨。褐煤是煤化程度最低的煤类，水分含量 高，氧含量高，挥发分高，发热量低，这使褐煤通常 被归为劣质煤类，再加上褐煤易自燃的特性，不适 合远距离输送，应用受到很大的限制。目前主要采 用褐煤提质技术对褐煤进行干燥来解决褐煤的利 用问题㈣】。但是褐煤经干燥和部分干燥后，更加 容易自燃。因此解决褐煤自燃的问题对于提高褐 煤利用率具有非常重要的意义。通过分析褐煤的 化学结构和孔隙特征等来揭示褐煤自燃机理，并 对目前常用的几种防自燃阻化剂作一论述，在此
酸氧铵加热后产生ＣＯ：，可稀释煤体表面的氧气
作用。这类阻化剂的缺点是，高温下高聚物也参与
氧化反应，很快失去阻化作用。因此，在开发和使用
浓度。磷酸二氢铵的分解产物能在煤体表面形成 一层结构稳定的交联状固体物质或者碳化层薄 膜，冷却后变为脆性覆盖物，具有隔氧的功能。
２．３氢氧化钙阻化液 对于高硫褐煤来说，应选择能阻碍或中断黄
能源技术与管理 ｄａｉ：１０．３９踟．ｉ８８ｎ．１６７２—９９４３．２０１ １．０６．０２７
２０１１年第６期
褐煤自燃机理及阻化剂防自燃技术进展
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