八钼酸铵改性注浆充填料浆抑制煤自燃作用机理研究

摘要

为解决传统煤矸石料浆因高温开裂、阻燃效率低而导致的煤矿采空区复燃难题，本文将一种高效阻燃抑烟剂八钼酸铵（AMM）引入煤矸石料浆体系，旨在揭示AMM改性料浆抑制煤自燃的作用机理.通过注浆充填防灭火试验系统对比原煤、空白注浆煤、氯化镁（MAG）及AMM改性注浆煤在30～270℃氧化过程中的宏观燃烧特性；利用电子自旋共振及傅里叶变换红外光谱测试加入AMM前后煤中的自由基类型、浓度及表面官能团的变化.结果表明：与7%MAG的改性料浆相比，添加5%AMM的改性料浆可使CO释放峰值浓度降低19.97%，其阻化率比MAG高11.78%；经料浆处理后的煤在氧化过程中g值、线宽及自由基浓度均低于原煤，AMM改性料浆抑制煤自燃效果强于MAG改性料浆；定量分析各煤的活性官能团在氧化过程中的变化规律，得出AMM的添加减少了煤分子中的含氧官能团（-OH,-C=O）的含量，抑制煤分子内部甲基侧链的断裂，有利于较稳定醚键的生成.根据试验结果推断：在煤氧化过程中，AMM热分解生成MoO₃，促进分子间的交联反应形成保护性炭层，阻断含氧自由基进一步生成R-OH，而生成较稳定化合物结构，相应的减少可燃性气体CO生成，从物理化学方面抑制煤自燃，实现了AMM强化煤矸石浆液防灭火的作用.

关键词

阻化剂 / 八钼酸铵 / 煤矸石料浆 / 注浆充填 / 煤自燃 / 防灭火