东胜煤田气肥煤自燃官能团演化及气体产物特征

摘要

为探究东胜煤田气肥煤的自然发火特征，选取寸草塔二矿2～2和3～1煤为研究对象，综合应用傅里叶红外光谱（FTIR）与程序升温试验，从微观官能团演化和宏观热解气体释放2个角度进行了研究。结果表明:2种煤样的官能团含量依次为含氧官能团、羟基、脂肪烃和芳香烃，其中脂肪烃以亚甲基短链结构为主，3～1煤的芳香度和缩合度均大于2～2煤，变质程度更高，与工业分析和元素分析结果相符;在煤氧反应过程中，2种煤样分子中官能团变化规律相似，芳香结构自身较为稳定，羟基官能团和含氧官能团红外峰强度降低，表现出较高的活性; CO、CO₂和CH₄最早析出，C₂H₆和C₂H₄次之，C₂H₂直至250℃才出现，标志气体为CO、C₂H₄和C₂H₂,2～2和3～1煤的CO临界温度分别为45℃和48℃; 2种煤样的格雷哈姆系数R₁和R₂均呈指数型增长，R₃先增加后减小。煤自燃气体CO、CO₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄与官能团的关联度介于0.572～0.741（2～2煤）和0.545～0.706（3～1煤），主要受羧基C=O和-CH₃非对称性伸缩振动的影响。

关键词

红外光谱 / 程序升温试验 / CO临界值 / 灰色关联分析 / 东胜煤田