褐煤自燃机理及阻化剂防自燃技术进展

煤炭自燃机理及防治措施1 煤的自燃机理1.1 概述关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。

需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。

因此，煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。

其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。

此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。

如煤的品级；煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙；煤层埋藏深度和煤层厚度；开采方法和通风方式等。

煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。

1.2 煤自燃的不同阶段（1）水吸附阶段。

与其他阶段不同，这个阶段只是个物理过程，煤与氧不会发生反应，煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因，但他对煤自热，特别是低品级的煤自热有重要影响。

当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿热。

所以，多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。

（2）化学吸附阶段。

煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。

该阶段的反应温度为环境温度至70℃。

这伸过程中煤吸附氧气会产生过氧化物，因而叫做化学吸附阶段。

化学吸附阶段煤重略有增加，并产生气体，其中的CO可作为标准气体，通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报，化学吸附阶段需要少量水参加反应。

根据煤的品级和类型不同，化学吸附的放热量在5.04～6.72J/g之间变化。

若煤温达到70℃时会分解，煤重随之在幅度下降，甚至比原始煤重还要轻。

煤中水汾的蒸发可带走一些热量，该过程产热量晨16.8～75.6J/g间变化。

若煤氧化进行到这个阶段，想使其不自燃是非常困难的。

（4）煤氧复合物生成阶段。

该阶段生成一种稳定的化合物，即煤氧复合物。

其反应温度范围为150～230℃。

产生的热量25.2～003.4J/g。

煤炭自燃机理及防治措施1. 煤炭自燃机理煤炭在长期堆放或运输过程中，由于各种原因会发生自燃。

煤炭自燃是指煤炭在空气中氧化产热，炭渣在热的作用下又反过来氧化，从而释放出更多的热，不断形成自蒸自燃的链式反应，最终导致整个煤堆自燃。

1.1 自燃的原因自燃的原因很复杂，主要有以下几个方面： 1. 煤本身所含的杂质会使氧化反应更加迅速； 2. 煤的结构特性，例如表面积、孔隙率、含水率等都对煤的自燃性质有影响； 3. 煤的存储和运输中遇到的气候和环境变化会产生影响； 4. 存储堆放方式不合理，破坏了煤堆的组织结构、增加了煤堆的密度和湿度等也是影响因素之一； 5. 存放时间过长，不适当的处理方式等也会导致自燃。

1.2 自燃的过程煤的自燃过程发生在空气中。

煤堆中的空气和煤堆表面的空气形成煤堆空气层。

在运动的空气的作用下，煤堆表面的水分开始蒸发，导致煤堆表面温度升高。

随着温度的升高，煤中的水分挥发，煤内部局部升温。

当局部温度达到煤的自燃点时，就会引起自燃。

同时，煤中还可能存在化学反应，例如氧化、聚合等反应，加速了自燃的过程。

1.3 自燃的类型自燃可分为三类：微观自燃（微小的火花、电火花等导致）、局部自燃（局部温度升高、氧化反应开始时产生）、全面自燃（煤堆内多处同时发生火灾，煤炭质量严重下降）。

2. 煤炭自燃防治措施为了预防煤堆自燃，要采取一系列防治措施，包括： 1. 煤堆的布放和运输要注意放置、通风和排水，保证煤质的稳定。

2. 在堆放和运输中，要注意煤堆的密度和高度，堆放时间不宜过长，防止煤的自然风化和氧化。

3. 堆放地的基础要坚实，同时要注意煤堆的密实度和排水，确保煤堆安全。

4. 监测煤堆的温度，及时检测异常情况，采取相应防止措施，避免煤的自燃。

5. 对煤堆的管理要循环利用，减少浪费，以便提高效益，节约资源。

6. 加强对科研和技术的投资，提高煤堆的安全性，有选择地适当地提高煤的自燃点，减轻煤的自然风化和氧化过程。

《煤自燃动力学机制及阻化优选研究》篇一一、引言煤自燃是一种常见的煤炭自燃现象，它不仅对煤炭资源造成极大的浪费，还会对环境和人类健康造成危害。

因此，研究煤自燃的动力学机制及阻化优选具有重要的理论和实践意义。

本文旨在探讨煤自燃的动力学机制，并就如何选择和利用阻化剂进行优化研究。

二、煤自燃动力学机制煤自燃是一个复杂的物理化学过程，涉及到煤的化学组成、物理性质、环境条件等多方面因素。

其动力学机制主要包括热解、氧化和燃烧等过程。

1. 热解过程煤在受热过程中，首先发生热解反应。

热解过程中，煤中的有机质分解为气体、液体和固体等产物。

这些产物的性质和数量与煤的化学组成和温度密切相关。

2. 氧化过程当煤处于一定的温度范围内时，其表面会与空气中的氧气发生氧化反应。

这一过程会释放出大量的热量，使煤的温度进一步升高。

随着温度的升高，氧化反应速率加快，形成了一个正反馈机制，使煤自燃的可能性增大。

3. 燃烧过程当煤的氧化反应达到一定程度时，会引发燃烧反应。

燃烧过程中，煤中的可燃物质与氧气发生剧烈的化学反应，释放出大量的热能和气体。

这一过程是煤自燃的主要阶段，也是造成资源浪费和环境危害的主要原因。

三、阻化优选研究为了防止煤自燃，需要采取有效的阻化措施。

阻化剂是一种能够减缓或阻止煤自燃的物质。

选择合适的阻化剂对于预防煤自燃具有重要意义。

1. 阻化剂种类及作用机理目前，常用的阻化剂主要包括无机盐、有机化合物和复合型阻化剂等。

这些阻化剂主要通过抑制煤的氧化反应、降低煤的表面活性、吸收热量等作用来达到阻止煤自燃的目的。

2. 阻化剂优选原则在选择阻化剂时，应遵循以下原则：一是高效性，即能够有效减缓或阻止煤自燃；二是环保性，即对环境和人类健康无害；三是经济性，即成本较低，易于推广应用。

此外，还应考虑煤的化学组成、物理性质、环境条件等因素，选择适合的阻化剂。

3. 阻化剂优选方法为了优选阻化剂，可以采用实验研究和数值模拟等方法。

实验研究可以通过对比不同阻化剂在相同条件下的阻化效果，以及阻化剂对煤的化学组成、物理性质和环境条件的影响等因素来评估其优劣。

防止煤炭自燃阻化剂研究进展我国煤炭资源丰富，产量和消费量居世界前列，但大约75%的开采煤层存在自然发火危险。

煤炭自燃造成巨大的经济损失、人员伤亡，并严重污染环境。

所以，防止煤矿煤炭自燃尤为重要。

煤的自燃，是指煤在没有外来热源的情况下，由于自身氧化积热，使煤的温度升高，达到煤的自燃着火点而发生燃烧的现象。

目前，较常用的抑制煤炭自燃方法有注水、灌浆、漏风封堵、阻化剂、均压、惰性气体、凝胶等防灭火技术。

其中阻化剂防灭火技术在抑制煤炭自燃中得到了广泛应用，并取得良好效果。

1、阻化剂阻燃机理阻化剂又称阻燃剂，是抑制煤氧结合、降低煤氧化活性以阻止氧化和防止煤炭自燃的化学药剂。

它通过吸水隔氧作用、保湿降温作用、吸热作用、覆盖活性中心作用、抑制或中断链反应作用、惰性气体窒息作用等机理协同发挥，抑制了煤的自热和自燃。

2、煤炭自燃阻化剂2.1卤盐阻化剂卤盐阻化剂主要有MgCl2、CaCl2和NaCl 等。

这些组分具有很强的吸水性，能使煤长期处于潮湿的状态，或形成水膜层隔绝了氧气，抑制煤的低温氧化。

即使煤体发生了低温氧化，阻化剂所含的大量水分气化吸热降温，减小了煤体的升温速率，抑制煤的自燃。

彭本信等使用MgCl2、CaCl2、ZnCl2等阻化剂对煤进行了阻化剂防火实验室试验，以活化能、活化中心等理论分析了阻化剂对各煤阶煤的阻化机理。

后来为了降低防火费用，许多矿区因地制宜，就地取材，利用本地区化工厂的废渣废液中含有的NaCl 、AlCl3等作为阻化剂。

近年来，刘吉波研究了MgCl2、CaCl2等吸水盐类氯化物汽雾阻化剂的应用，得出经济高效的阻化剂浓度以15% 为宜。

单亚飞等以MgCl2、KCl、NaCl 为阻化剂进行了实验，得出煤的自燃过程阻化剂分别起到催化－阻化－催化作用。

郑兰芳研究表明浓度高于20% 的MgCl2阻化剂阻化效果好，阻化率可达80%。

谢锋承得出MgCl2在煤自然过程中前期均表现出较好的阻化效果，但后期逐渐减弱，甚至出现了催化作用。

煤自燃阻化机理及其应用技术的研究进展肖旸;吕慧菲;邓军;王彩萍【摘要】煤自燃阻化技术在煤炭开采中获得了广泛的推广应用,创造了巨大的经济效益和安全效益.为提高防灭火的针对性和高效性,结合煤自燃发生的充要条件,从破坏其中任一条件出发,进行煤自燃阻化机理及其应用技术的研究进展评述.煤白燃的阻化机理,在微观方面表现为阻止煤自燃自由基的链式反应发生以及破坏煤分子结构活性基团,在宏观方面主要表现在耗氧速率、气体产生率、放热强度和阻化率等阻化性能指标参数,并针对现场应用实际,划分出煤自燃阻化剂的类别,以及对应的适应性和时效性指标,并展望了阻化剂的发展趋势,为有效防治煤自燃提供依据.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2017(024)001【总页数】7页(P176-182)【关键词】煤自燃;阻化机理;阻化剂;防灭火【作者】肖旸;吕慧菲;邓军;王彩萍【作者单位】西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安710054;西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】X936;TD75+2.2煤火灾害是煤矿生产的主要灾害之一，而其中以煤自燃导致的矿井火灾尤为严重[1]，它不仅会造成资源的大量损失，同时也易引起酸雨、雾霾等环境问题[2]，因此运用正确的方法，采取恰当的措施，做好煤矿火灾防治工作具有重要意义[3]。

煤自燃的主要防治技术有阻化、惰化、降温等防灭火技术，其中阻化技术在防治煤自燃方面取得了很好的效果。

自1976年在平庄王家煤矿首次使用阻化剂以来，阻化剂就已广泛应用于我国煤矿防灭火[4]。

根据煤自燃发生的四个充要条件，结合阻化剂的阻化机理,若任意破坏一个条件，煤自燃过程就会延缓或终止，这为煤自燃防治提供了科学依据。

煤自燃火灾防治技术研究进展及趋势发布时间：2021-06-17T11:08:36.620Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷第6期作者：田勇[导读] 煤炭是我国的重要能源之一，但是在煤炭开采的过程中，很容易出现煤炭自燃的严重灾害。

煤炭在开采过程中的自燃现象不仅会烧毁大量的煤炭资源田勇准格尔旗宏丰煤炭运销有限责任公司，内蒙 010406摘要：煤炭是我国的重要能源之一，但是在煤炭开采的过程中，很容易出现煤炭自燃的严重灾害。

煤炭在开采过程中的自燃现象不仅会烧毁大量的煤炭资源，还容易引发爆炸等重大安全事故，为煤矿开采企业造成巨大的经济损失，以及人员伤亡。

为了能够不断的提高煤矿企业对于煤炭自燃事故的防控水平，使我国煤炭资源能够更加安全稳定的开采，本文深入的分析了煤自燃理论目前发展的现状，并且总结了煤自燃防控的主要方式和技术，通过各种标准的信息化方式来辨别火源，将防控的技术和水平不断提高，希望为日后煤炭开采过程中控制煤自燃灾害提供参考意见。

关键词：煤自燃火灾；防治技术；发展趋势1煤炭自燃火灾防控技术以及特点1.1堵漏控氧技术堵漏控氧灭火技术是目前防治煤炭火灾的重要技术手段，在煤炭火灾中有广泛的应用范围。

传统的堵漏控氧技术主要是应用水泥喷浆技术，但是目前已经有新型的发泡水泥填充防火技术被研究出来，这种技术的主要作用就是对于煤炭开采过程中的通风口进行封堵工作，从根源上防止外界对矿道内的煤炭资源提供氧气。

发泡水泥主要是运用了普通的硅酸盐水泥和发泡剂等等为辅助材料，通过一定比例进行搅拌而形成的灭火材料。

这种发泡水泥在使用的过程中流动性较强，并且具有良好的渗透性，适合作用在松散的煤炭结构中，能够有效地对煤炭结构之间的空隙进行填补。

发泡水泥材料中富含丰富的水分，在流动性较强的同时，还能够有效地降低煤炭资源表面的温度，在作用一段时间后，发泡水泥内部的水分就会蒸发，然后形成比较稳定的体结构，但是在使用的过程中，还是存在一定的弊端，目前发泡水泥的抗压能力以及稳定性还不是很充足，并且发泡膨胀的体积范围有限，能够持续的周期也较短。

《煤自燃动力学机制及阻化优选研究》篇一一、引言煤炭自燃现象是一种在采煤和存储过程中常见的安全隐患，不仅会导致资源浪费，还会对环境造成严重污染。

因此，深入研究煤自燃的动力学机制以及如何进行阻化研究具有重要的理论和实践意义。

本文将探讨煤自燃的机理，以及通过优化阻化措施来有效控制煤自燃的可行性。

二、煤自燃动力学机制煤自燃的机理是一个复杂的物理化学过程，涉及到煤的化学组成、物理结构、环境条件等多个因素。

首先，煤中含有的可燃物质如碳、硫、氮等在特定条件下会与氧气发生反应，产生热量。

当热量积累到一定程度时，煤体温度升高，进一步加速了化学反应的进行。

这种自加热过程不断循环，最终导致煤的自燃。

具体来说，煤自燃的动力学机制包括以下几个关键环节：首先是热量的产生和积累；其次是热量传递的路径和速度；最后是煤体内部温度的分布和变化。

这些环节相互影响，共同决定了煤自燃的过程和结果。

三、阻化措施研究针对煤自燃的机理，我们可以采取一系列阻化措施来控制其发展。

首先，可以从改变煤的物理结构入手，如添加阻化剂、调整煤的堆积密度等。

其次，可以通过改善存储环境来降低煤体温度和氧气浓度，从而抑制化学反应的进行。

最后，还可以通过监测和预警系统来及时发现和处理潜在的自燃风险。

（一）阻化剂的应用阻化剂是一种能有效抑制煤自燃的物质。

其作用机制主要包括减少化学反应的活化能、吸收热量、改变煤的物理结构等。

目前，常用的阻化剂包括无机盐、有机化合物等。

通过实验研究和实际应用，我们发现某些阻化剂在特定条件下具有较好的阻化效果。

然而，阻化剂的选择和使用仍需根据具体情况进行优化和调整。

（二）改善存储环境改善存储环境是另一种有效的阻化措施。

具体而言，可以通过降低环境温度、减少氧气浓度、提高通风条件等手段来降低煤体温度和减缓化学反应的进行。

这种方法简单易行，但需要投入一定的设备和人力成本。

在实际应用中，需要根据具体情况进行综合考虑。

（三）监测和预警系统建立完善的监测和预警系统是预防和控制煤自燃的重要手段。

安全技术之煤炭自燃机理及防治措施汇报人：日期:•煤炭自燃概述•煤炭自燃机理•煤炭自燃的防治措施目录•安全技术措施•案例分析•研究展望01煤炭自燃概述•煤炭自燃是指煤在无外界氧气和热源的条件下，因自身内部的氧化作用而产生的热量不能被及时散发，导致热量不断积累，温度逐渐升高，当温度达到煤的着火点时，煤就会自燃的现象。

煤炭自燃通常发生在地下较深的位置，不易被发现。

隐蔽性煤炭自燃往往突然发生，给矿工和设备带来很大的危险。

突发性煤炭自燃不仅会烧毁煤炭资源，还会产生大量有害气体，对矿工和环境造成严重危害。

危害严重人员伤亡煤炭自燃产生的大量有害气体和高温烟尘，会危及矿工的生命安全。

环境破坏煤炭自燃产生的有害气体和烟尘会污染环境，对周边生态造成破坏。

经济损失煤炭自燃会导致大量的煤炭资源被烧毁，给煤矿带来巨大的经济损失。

02煤炭自燃机理煤炭自燃的化学反应过程氧化反应01煤炭在常温下与空气中的氧气发生缓慢的氧化反应，释放出热量和二氧化碳。

随着时间的推移，温度逐渐升高，加速了氧化反应速率，最终导致煤炭自燃。

热解反应02在高温下，煤炭中的大分子结构发生裂解，产生挥发分和自由基。

这些自由基与空气中的氧气发生氧化反应，产生大量的热量和二氧化碳，导致煤炭温度进一步升高。

燃烧反应03当煤炭温度达到着火点时，煤粉颗粒与氧气发生剧烈的燃烧反应，产生大量的光和热。

燃烧反应释放的热量促使煤炭温度持续上升，最终导致煤炭自燃。

煤炭自燃的物理过程水分蒸发煤炭中的水分在逐渐升温的过程中不断蒸发，形成水蒸气。

水蒸气的蒸发会带走一部分热量，降低煤炭的温度，但同时也会使煤炭暴露出更多的表面面积，加速了氧化的过程。

裂缝扩展随着煤炭内部温度的升高，不均匀的温度分布会导致煤炭产生裂缝。

这些裂缝会随着温度的升高而不断扩展，使得氧气更容易进入煤炭内部，加速了氧化反应速率。

热传导煤炭在自燃过程中，热量通过热传导的方式从外部向内部传递。

热传导的发生会导致煤炭温度分布不均匀，容易在局部区域形成高温，加速煤炭自燃的过程。

《煤自燃动力学机制及阻化优选研究》篇一一、引言煤自燃是一种常见的自然现象，其发生往往与煤炭的存储、运输和使用密切相关。

煤自燃不仅会对煤炭资源造成浪费，还可能引发火灾等安全事故，对环境和人类生命安全造成严重威胁。

因此，研究煤自燃的动力学机制及阻化优选技术对于防止煤自燃、提高煤炭安全利用水平具有重要意义。

本文将重点研究煤自燃的动力学机制以及阻化优选方法。

二、煤自燃动力学机制煤自燃的过程涉及多个物理和化学过程，其动力学机制主要包括热传导、热对流、热辐射、氧化反应等。

在煤自燃过程中，煤体内部温度逐渐升高，导致煤中有机物发生热解、氧化等反应，产生可燃气体和热量。

当热量积累到一定程度时，煤体温度进一步升高，引发自燃。

（一）热传导与热对流热传导是热量从高温区域向低温区域传递的过程。

在煤自燃过程中，热传导起着重要作用。

同时，热对流也是影响煤自燃的重要因素，尤其在通风条件下，空气流动会加速热量传递和氧气供应，从而促进煤的氧化反应。

（二）氧化反应煤的氧化反应是自燃的关键过程。

在常温下，煤与空气中的氧气发生缓慢氧化，产生热量。

随着温度升高，氧化反应加剧，产生更多的热量。

当热量积累到一定程度时，煤体温度达到着火点，引发自燃。

三、阻化优选方法为了防止煤自燃，需要采取有效的阻化措施。

阻化优选方法主要包括改变煤的物理性质、化学性质以及采用物理阻化措施等。

（一）改变煤的物理性质通过改变煤的孔隙结构、含水率等物理性质，可以降低煤的氧化反应速率和热量产生速率。

例如，增加煤的含水率可以降低煤的表面活性，减缓氧化反应；通过物理方法改变煤的孔隙结构，减少氧气与煤的接触面积，从而降低氧化反应速率。

（二）化学阻化措施化学阻化措施主要是通过添加化学试剂来改变煤的化学性质，从而降低其自燃倾向。

例如，添加抑制剂可以减缓煤的氧化反应速率；采用某些催化剂可以改变氧化反应的路径，降低热量产生。

（三）物理阻化措施物理阻化措施主要包括通风控制、温度控制等。

《煤自燃动力学机制及阻化优选研究》篇一一、引言煤炭自燃是一个复杂而危险的物理化学过程，对矿井安全、环境安全和储煤管理都带来巨大挑战。

研究煤自燃的动力学机制以及有效的阻化方法，对于预防和控制煤自燃事故具有重要意义。

本文旨在探讨煤自燃的动力学机制，并针对阻化方法进行优选研究。

二、煤自燃动力学机制煤自燃是一个涉及物理、化学和生物过程的复杂过程。

其动力学机制主要包括以下几个方面：1. 煤的物理性质：煤的孔隙结构、含水量、挥发分含量等物理性质对自燃过程有重要影响。

这些性质决定了煤的氧化速率和热量积累速度。

2. 化学反应：煤中有机质在空气中氧化反应产生热量是自燃的主要原因。

这些化学反应涉及氧分子与煤中可氧化成分的反应，包括羟基、羰基、醚键等的氧化。

3. 热量积累与传播：煤体内部的热量积累和传播是自燃的关键过程。

当热量积累到一定程度，超过煤的导热极限时，就会引发自燃。

4. 微生物作用：某些微生物在煤体中起到催化氧化的作用，加速了自燃过程。

三、阻化优选研究针对煤自燃的预防和控制，阻化是一种有效的手段。

阻化是通过降低煤的氧化速率，减少热量积累，从而达到防止自燃的目的。

本文针对阻化方法进行优选研究，主要包括以下几个方面：1. 阻化剂的选择：阻化剂的选择应考虑其阻化效果、环境友好性、经济性等因素。

常见的阻化剂包括无机盐、有机化合物等。

通过实验对比，选择合适的阻化剂。

2. 阻化工艺的优化：阻化工艺包括阻化剂的配制、施加方式和施加量等。

通过优化这些工艺参数，提高阻化效果。

3. 综合阻化策略：根据煤的自燃风险等级、储存条件等因素，制定综合阻化策略。

包括定期施加阻化剂、加强通风、降低环境温度等措施。

4. 阻化效果评价：通过实验和现场应用，对阻化效果进行评价。

包括自燃次数、自燃时间、阻化剂消耗量等指标的评价。

四、结论通过对煤自燃动力学机制及阻化优选研究，我们可以更好地理解煤自燃的过程和机理，为预防和控制煤自燃提供理论依据。

同时，通过优选阻化方法和工艺参数，提高阻化效果，降低煤自燃的风险。

阻化剂防治煤炭自燃的效果如何？煤自燃灾害是煤矿开采以及煤储存运输中急需解决的安全问题之一。

目前，阻化剂防灭火技术已经成为国内外煤矿自燃火灾防治的一项基本技术，并获得较广泛使用。

阻化剂是一种阻止煤炭氧化自燃的化学物质，又称阻氧剂。

阻化剂防灭火是利用某些阻化剂喷洒于采空区或压注入煤体之内以抑制或延缓煤的氧化过程，达到防止煤炭自燃的目的。

目前，国内外主要采用灌浆、注惰气、喷洒盐类阻化剂溶液、注凝胶或高分子固化泡沫等技术来防治煤自燃。

这类阻化剂的阻化机理主要是物理阻化，其中卤盐阻化剂具有很强的吸水性，能使煤长期处于潮湿状态，或形成水膜层隔绝氧气，同时水汽化时吸热降温，减小了煤堆的升温速率，从而在一定程度上抑制了煤的自燃；水玻璃和高聚物胶体的作用机理主要是通过隔绝空气、封堵漏风、增加煤的外在水份，吸收热量，降低煤温等，达到抑制煤氧化发展的目的。

总体来说，这些阻化剂对煤的阻化作用是通过隔绝煤氧接触或保水保湿来达到阻化效果的，它们对煤炭的主要阻化作用来自于物理作用，只发生少量化学反应或不发生化学反应，因此为物理阻化剂。

物理阻化剂改变的只是煤及其环境的物理条件，不能从根本上消除煤自燃的危险，随着阻化剂的消耗流失，其阻化效果也逐渐消失，因此这类阻化剂存在阻化效果差、阻化衰退期短等缺点。

相对而言，化学阻化剂通过破坏或减少煤体中反应活化能较低的结构防止煤自燃。

这种阻化通过改变煤表面活性官能团的氧化反应历程或控制自由基反应而进行，从内在本质上影响了煤的氧化，只要目标煤体没有改变，化学阻化剂的阻化效果就一直存在，防灭火效果不随外在条件改变而发生改变，因此阻化效果优于物理阻化剂。

目前主要使用的化学阻化剂为强氧化剂，其主要作用是使煤中的活性基团被氧化而失去氧化性，降低煤的自燃倾向性。

但是，利用强氧化剂作为化学阻化剂阻止煤氧化存在一定的缺陷：①氧化反应过程是放热反应，产生的反应热如果不及时疏散，将会使媒体的反应热迅速升高；②氧化剂具有较大的火灾危险性，如高锰酸钾遇高温以及与有机物、酸类接触，就能够引起着火爆炸；而过氧化尿素也属于强氧化性的易燃易爆物品。

《煤自燃动力学机制及阻化优选研究》篇一一、引言煤自燃是一种常见的煤炭自燃现象，它不仅会对煤炭资源造成损失，还会对环境和人类健康造成危害。

因此，研究煤自燃的动力学机制及阻化优选对于预防和控制煤自燃具有重要意义。

本文旨在探讨煤自燃的动力学机制及其阻化措施的优选，为煤炭行业提供理论支持和实践指导。

二、煤自燃动力学机制煤自燃是一种复杂的物理化学过程，其动力学机制涉及多个方面。

首先，煤的自燃过程包括热解、氧化和燃烧等阶段。

在热解阶段，煤中的有机物分解产生挥发分和焦炭；在氧化阶段，挥发分和焦炭与氧气发生反应，产生热量；当热量积累到一定程度时，便进入燃烧阶段。

煤自燃的动力学机制还与煤的物理化学性质有关。

煤的孔隙结构、含氧量、含硫量、含氮量等都会影响其自燃倾向性。

此外，环境因素如温度、湿度、氧气浓度等也会对煤的自燃过程产生影响。

三、阻化措施优选为了预防和控制煤自燃，需要采取一系列阻化措施。

根据煤自燃的动力学机制，阻化措施主要包括改变煤的物理化学性质、降低环境温度和湿度、控制氧气浓度等。

下面将分别介绍这些阻化措施的优选方法。

1. 改变煤的物理化学性质改变煤的物理化学性质是预防煤自燃的有效措施。

例如，通过添加阻化剂来改变煤的孔隙结构和表面化学性质，从而降低煤的自燃倾向性。

优选阻化剂需要考虑其对环境的友好性、有效性以及成本等因素。

2. 降低环境温度和湿度降低环境温度和湿度可以减缓煤的自燃过程。

通过采取通风、喷水等措施，可以有效降低仓库内的温度和湿度。

此外，还可以采用隔热材料对煤炭进行包装，以减少外界温度对煤炭的影响。

3. 控制氧气浓度控制氧气浓度是阻止煤自燃的重要措施。

通过密封仓库、使用惰性气体置换等措施，可以降低仓库内的氧气浓度，从而抑制煤的自燃过程。

需要注意的是，在采取惰性气体置换时，需要考虑到成本和安全性等因素。

四、实验研究为了进一步探讨煤自燃的动力学机制及阻化优选，本文进行了一系列实验研究。

首先，通过热重分析法研究了煤的热解和氧化过程，分析了煤自燃的动力学参数。

褐煤阻燃剂煤在堆放、运输和干燥过程中由于氧化而释放的热量如不能及时排放，而不断积累起来，则煤堆温度就会升高。

温度的升高又促使氧化反应更激烈地进行，放出更多的热量。

当温度达到煤的着火点时就会燃烧。

这种由于煤的低温氧化、自热而引起的燃烧称为自燃。

煤炭自燃是煤炭生产中的重磊自然灾害之一，不仅造成了资源的浪费，而且造成环境污染。

从17世纪开始，人们就对煤炭自燃问题进行了探讨。

矸石山自燃也是煤矿的一个普遍问题，它不仅对环境产生严重影响，而且还对其附近居民的健康及安全构成威胁。

由于煤矸石的自燃也是煤矸石中可燃物的燃烧，其机理与煤的自燃具有相似性，但煤矸石的无机矿物成分比煤中的要高得多，有些矿物，如黄铁矿等的低温氧化产生热量也能引发矸石自燃。

一、阻燃剂的作用阻燃剂的作用是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等.1、吸热作用任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，如果能在较短的时间吸收火源所放出的一部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制。

在高温条件下，阻燃剂发生了强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。

2、覆盖作用在煤堆表面喷洒阻燃剂后，阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。

3、抑制链反应根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。

阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。

4、不燃气体窒息作用阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。

同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。

煤的阻燃机理与阻燃剂由于煤的自燃需要一定的条件才能实现，这就是一定高的温度和空气（氧气）。

所以将煤隔绝空气，或通过某种方法使煤堆内部的温度达不到燃点来达到阻止煤的自燃均是可行的方法。

关于阻燃技术和阻燃剂的开发与应用已取得了一定的成就，方法也比较多，如黄泥灌浆、喷洒灌注阻燃剂和向易自燃空间注入惰性气体（CO2、N2）等方法。

在此，结合煤的自燃机理对几种阻燃机理进行分析。

一、黄泥灌浆黄泥灌浆就其阻燃机理来说，主要是隔绝空气，阻止煤炭氧化和吸热升温，抑制氧化的发展。

具体来说，就是针对煤吸附氧气发生自由基反应这一特点，将具有一定粘度、且覆盖和包裹能力强的泥浆灌注在煤堆中，隔绝煤表面自由基团与氧气的直接接触，破坏活性基团对氧气的吸附，从而阻止或大大延缓煤表面的活性基团与氧的吸附与反应，因此也就减少了吸附热和反应热的产生，使煤温的升温终止或升温速率大大减缓。

同时，黄泥浆还能增加煤堆的充填密度，减少漏风供氧，从而降低反应速率和产热量。

另外，黄泥浆液的吸热降温，可以中断或减缓自由基链式反应的循环进行。

根据阿累尼乌斯公式，化学反应速率K与温度T呈下列关系：K=K0exp(-Ea/RT) (1-5-6)式中，K0为指前因子，又称频率因子，单位与K相同；Ea为活化能，J/mol; R为气体常数，8.314J/mol.k; T为反应温度，K。

从上式可见，当温度下降时，化学反应速率迅速减少。

因此，黄泥浆可迅速降低每体表面的自身循环自由基氧化反应，较好地起到阻止每氧化的目的，从而控制煤的自燃。

一般在黄泥浆中掺入5%左右的阻燃剂溶液会取得更好的阻燃效果。

另外，由于同样的原理，粉每灰、废页岩、炉渣等灌浆也被认为是防灭火的有效方法。

这些方法的广泛应用，是因为这些原料来源丰富、便宜。

二、惰性气体惰性气体阻止煤的自然氧化机理很简单，就是充淡煤堆放窨的氧气浓度，当氧气浓度下降到一定程度（一般小于7%）时，煤体表面的循环氧化自由基链式反应就会终止，从而起到阻止煤炭自燃的目的。