对煤分子中活性基团氧化机理的分析

根据煤分子结构的研究成果，推断桥键中的次甲基醚键、α位碳原子带羟基和带支链亚甲基的次烷基键、与两个芳环相连的次甲基键，以及侧链中的甲氧基、醛基、α位碳原子带羟基的烷基为常温常压下发生煤氧复合的活性结构．其氧化活性以醛基侧链、次甲基醚键、α位带羟基的次烷基键、α位带亚甲基的次烷基键、甲氧基、α位带羟基的烷基侧链、与两个芳环相连的次甲基键的顺序排列．由于氧分子存在两个未饱和分子轨道，煤分子活性基团在共轭效应和诱导效应作用下，呈现部分未成对的电子云进入氧分子轨道产生化学吸附，进而有部分发生各步氧化反应，放出热量．根据每步反应的键能变化，采用加权平均法可推算出煤氧复合每产生 １ｍｏｌ ＣＯ，ＣＯ２和 Ｈ２Ｏ的热效应值．由于煤中七种活性结构的氧化性不同及不同种类煤中各种活性结构的数量不同，煤氧化反应放出的热量不同，煤自燃性也就不同．

加热速度对煤气化反应性影响的机理

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、ＢＥＴ动态吸附法等手段研究了直接还原回转窑用煤粒（８～１２ｍｍ）经不同加热速度处理后煤结构的变化，研究结果表明：快速加热条件下煤的挥发分大量快速放出，使碳的颗粒破裂，微孔隙增多增大，碳的比表面积增大，使反应性发生变化．这一研究结果初步揭示了加热速度对煤气化反应性影响机理．

微波处理后饱水煤岩冲击破坏的试验研究

利用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)结合高速摄影设备研究了微波加热0、50、125、200 s后饱水煤样力学参数上的变化、动态加载过程中裂纹的发展以及冲击破碎后的块度特征。研究表明:微波加热对饱水煤岩的作用具有时间效应;加热125 s后煤样的峰值应力和峰值应变下降幅度较大,并且破碎后的块度更加均匀和细碎;此外,微波加热的时间越长,煤岩就越早发生破碎;出现上述现象的原因是煤岩中的水分在微波的作用下快速汽化,随着加热的进行煤样内部的蒸汽压力不断上升并在加热125 s后达到最大,造成煤岩内部孔隙和微裂隙的发育和扩张,从而导致煤样动态力学性能的劣化。