矿业安全与环保

作者：陈雷, 周福宝, 郭再富, 张晴, 阎露璐, 潘荣锟

关键词：深部开采, 原煤氧化, 反复加卸荷, 微观结构, 定性定量分析

为研究采动载荷煤体因力学特性和孔裂隙变化发生初期氧化的演化规律，采用煤岩三轴蠕变、程序升温实验和FTIR、AFM技术对易自燃原煤样、反复加卸荷煤样进行氧化宏微观参数对比分析。研究表明，加卸荷煤样升温氧化过程中耗氧量和CO产生速率均较前一实验条件增加，低温阶段，指标性气体参数值“骤降”和“陡升”点对应的临界温度值逐渐减小，加卸荷3次和加卸荷2次煤样较前一实验条件煤样增幅减小。随着加卸荷次数增加，氧化煤样中芳香烃含量逐渐增多，脂肪烃含量逐渐减少，羟基先减少后增多，羧基—COOH和羰基—C=O波峰呈“马鞍”状，由此判断出煤样氧化进程加快。煤体BJH比表面积、孔容值和吸附—脱附差量逐渐增大，可表征加卸荷作用致煤样中微孔增加，中孔、大孔塌陷裂变。加卸荷前3次较前一实验条件煤样的微观孔隙结构参数值增幅先增大后减小最终趋为0，综合加卸荷4次实验分析结果，推断出，随着加卸荷次数的增加，煤体的微观孔隙结构参数值有减小的趋势，可证实存在最优的加卸荷次数(≥3次)和BJH比表面积(≥27.002 m2/g)使煤体氧化自燃能力最强。采掘工作面前方、煤层保护层及相邻近煤层受重复采动的影响，煤体孔裂隙再发育贯通性增强，破碎程度升高，氧化自燃的潜在危险性增大。

来源：2025年第2期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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