郝宏德，张玉龙,*，吕 宁，马凌云，王俊峰，周春山

（1.太原理工大学 安全与应急管理工程学院，山西 太原 030024；2.山西晋神沙坪煤业有限公司，山西 忻州 034000）

在煤炭生产过程中，煤炭自燃引起的火灾既对井下人员的生命安全造成威胁，又会导致资源浪费与环境污染。煤自燃受多种因素影响，水分是 一 个 重 要 因 素[1-3]。 由 于 煤 的 化 学 组 成 和 分 子结构形态具有多样性和复杂性，这决定着水分在煤中的赋存形态具有多样性，从而导致形态水分对煤自燃过程的影响具有复杂性[2, 3]。

目前，关于水分对煤自燃特性的研究，主要集中于煤体本身的原始赋存水分。煤中原始赋存水分按其存在形态可分为外在水分和内在水分。一般外在水分附着在煤颗粒表面或赋存于直径大于10−5cm的毛细孔中，而内在水分一般存在于煤粒内部直径小 10−5cm 的毛细孔中[3]。研究表明，煤中原始赋存水分含量存在一个临界水分[4]，在此含量下水分对煤自燃促进作用最大[5]。Beamish等[6]在研究水分含量对煤自燃过程影响时发现，R70值随着煤中水分含量增加而降低；当煤中原始赋存水分低于临界值，仍会出现自热过程；若煤中水分高于临界值，煤氧反应产生的热量主要作用于煤中水分挥发，抑制其自燃过程。在煤自燃过程中，随着煤体温度的升高，煤中原始赋存水分开始挥发，水分从煤体中的空隙中不断析出，从而增加了氧气向煤体传送的通道，促进了煤与氧气的反应速率[7]；同时由于水分的析出，煤体会发生“坍塌效应”，从而会产生裂隙和改变煤体中原有的空隙结构，从而改变其自燃特性[8,9]。……