低变质煤种煤自燃过程中生成CO 的氧化中间官能团分析

孙维丽，师吉林，张海洋，赵亚明，王 坤，陈庆丰

（1.中煤科工集团沈阳研究院有限公司，辽宁 抚顺113122；2.煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁 抚顺113122）

CO 作为伴随煤自燃氧化整个过程的标志气体，对煤自然发火的预报具有非常重要的作用[1-5]。但低变质煤种正常条件就可大量生成CO 气体，使得低变质煤种在开采初期，往往在工作面开采后不久，就出现回风隅角等个别区段CO 体积分数超过0.002 4%的超限现象[6-11]，但工作面、采空区内温度均正常，并未发生煤炭自燃，这严重影响了低变质煤种的煤自燃预报工作。低变质煤资源蕴藏量占我国煤炭资源储量的40%以上[7]，主要分布在我国的华北和西北地区，储量大部分集中在内蒙、陕西、新疆、甘肃、山西、宁夏6 个省（区），保有储量占全国低变质煤的97.5%[8]。由此可见低变质煤种无自燃征兆条件下的CO 大量生成必将严重威胁上述区域煤矿的正常开采。

为确定CO 气体的来源，学者们开展了多年研究，部分学者通过研究，认为低变质煤种的CO 主要来源于煤体的低温氧化反应[9-14]，部分学者则认为低变质煤种低温下CO 来源于煤层内本身赋存，开采后释放[9，15]。为此，通过研究低变质煤种隔氧升温过程中的CO 生成规律，并通过红外光谱分析隔氧升温前后煤分子上的活性官能团种类，从而分析煤自燃过程中煤分子上生成CO 的的氧化中间官能团。

1 煤样采集与处理

按GB482—1995《煤层煤样采集方法》，分别采集了内蒙古平庄古山矿、神东矿区补连塔煤矿，陕西神木矿区大柳塔煤矿，宁夏灵武矿区枣泉矿，新疆大南湖矿区大南湖一矿等不同地区不同煤层的5 个典型煤样，每个煤样采集量为2 kg。……