矿业安全与环保

作者：曾强, 沈莉, 冯桐

关键词：新疆矿区, 低阶煤, 氧化燃烧, 动力学特性, 官能团, 活化能, 燃点

采用X射线衍射(XRD)、红外原位光谱(FTIR)、程序升温氧化(TPO)和热重(TGA)等实验方法，研究新疆典型矿区主采煤层低阶煤氧化动力学特性。XRD实验结果表明，煤中的主要矿物成分有石英、高岭石、方解石和白云石等；大黄山矿区煤样的矿物成分含量最高。FTIR实验结果表明，不同煤样的官能团种类相似，吸光度不一；四棵树煤样的官能团吸光度随粒径减小呈现增大趋势；含氧官能团随温度增高呈现减少趋势。TPO实验结果表明，四棵树煤样的耗氧速率大于大黄山和乌东煤样的耗氧速率。TGA实验结果表明，四棵树矿区煤样经历不同温度后其活化能在 T 1~ T 2阶段随温度增高而降低，在 T 3~ T 5阶段随温度增高而增高； T 1~ T 2阶段煤样活化能低于 T 3~ T 5阶段煤样活化能；煤质、元素质量分数对煤氧化动力学参数具有一定影响， T 3~ T 5阶段煤样活化能和燃点温度随水分(＜8%)的降低总体呈现增高趋势；煤样含氧官能团峰面积随挥发分(27%~31%)的减小而增大，随灰分(4%~7%)的减小而减小，随水分(1.9%~10.0%)的减小呈现减小趋势；燃点温度 T 3随O元素质量分数(15.5%~18.0%)的减小而降低； T 1~ T 2阶段煤样活化能随H元素质量分数(3.3%~3.6%)的减小而增高，随N元素质量分数(0.65%~0.80%)的减小而增高。

来源：2022年第4期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

查看矿业安全与环保杂志2022年第4期