烟煤持续耗氧过程中自由基变化规律研究

张嬿妮，舒 盼，赵婧昱，万 峰，井庆贺，侯云超，刘春辉，王安鹏

（1.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安710054；2.国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室，陕西 西安710021；3.扎赉诺尔煤业有限责任公司，内蒙古 满洲里012406）

我国煤炭资源丰富，开采量和消耗量均居世界前列[1]。煤炭自燃是其本质属性[2]，开采过程中的煤自燃灾害时有发生，严重影响煤矿安全生产。由于煤是一种有机大分子的物质，在机械、氧化、光照等外力作用下会使得煤体破碎，造成共价键发生断裂，生成大量自由基[3]。自由基性质非常活泼，与氧气以及它们之间都很容易进行反应，它在与空气的氧结合发生一系列自由基热反应或热效应，在供氧和蓄热环境下引发煤自燃[4-5]。因此，以煤自燃化学过程为研究对象，采用煤化学、物理化学等研究方法，探究煤中自由基的生成及变化规律，为预防煤自燃提供理论依据，对开发新型阻化剂提供理论基础。

目前，很多学者都对煤中自由基的变化特性进行了深入研究。其中李增华[6]于1996 年提出煤自燃自由基作用机理。2009 年，黄庠永[7]通过研究不同煤样粒径下煤表面羟基基团变化，发现煤表面会有自由的羟基。位爱竹、罗道成[8-9]研究了煤在粒径、紫外线照射和温度等条件下自由基浓度变化，最终得到煤体的粒径越小，温度越高以及氧化时间越长，则煤中自由基浓度越大。戴广龙[10]等人在2012 年利用EPR 研究了不同温度氧化过程下自由基的变化，发现煤自燃后自由基的相对增加率起关键作用。……