不同预氧化程度焦煤CO_(2)冷却后自燃特性研究

针对利用惰性气体降低煤氧化性来解决煤自燃、复燃的问题,现有研究大多是对煤低温氧化过程及煤复燃过程进行相关实验,对惰性气体降温后煤二次氧化的自燃特性涉及较少。针对上述问题,以焦煤为例,通过低温氧化实验,探究不同温度氧化的焦煤经过CO_(2)冷却二次氧化的自燃特性。采用GC-4000A程序升温装置对焦煤进行预氧化(预氧化温度分别设为70,110,150℃),并对分别通入CO_(2)气体和干空气冷却至30℃后焦煤二次氧化过程中的耗氧速率、CO产生率、CO_(2)浓度和表观活化能进行分析。实验结果表明:预氧化温度相同时,与干空气冷却相比,通入CO_(2)冷却后的焦煤相关参数的变化规律基本一致,二次氧化初期,因预氧化焦煤吸附大量CO_(2),阻碍了煤与O_(2)接触,耗氧速率和CO产生率减小,表观活化能增大,焦煤的氧化性减弱;随着CO_(2)解析,CO_(2)冷却也影响预氧化焦煤的后期反应,使得预氧化焦煤整个反应过程自燃危险性降低。预氧化温度不同时,70℃和110℃预氧化焦煤前期CO_(2)吸附量小,导致耗氧速率、CO产生率和表观活化能未发生变化,150℃预氧化焦煤冷却至30℃时,CO_(2)吸附量增多,导致耗氧速率、CO产生率减小,表观活化能增大,需要的能量更多,煤氧反应更难进行,自燃危险性有所降低。因此,当煤矿井下发生煤氧化自燃危险时,需长时间通入CO_(2)来降低矿区启封复采时发生二次氧化复燃的可能性。