董子文，皮子坤，张一夫，罗 陈，彭 斌

(1.湖南工学院 安全与环境工程学院，湖南 衡阳 421002；2.宁波工程学院 材料与化学工程学院(安全工程学院)，浙江 宁波 315211)

0 引言

中国褐煤资源储备丰富，可有效补充煤炭资源的消耗，随煤炭资源的消耗，褐煤开采、加工、利用与储运等将会加强，褐煤自然发火问题将凸显[1-3]。褐煤孔隙孔径、表面积较大、孔隙连通性强，分子表面丰富的官能团具有较大静电势，共同导致褐煤含水率高，反应活性高，疏干后或受水分影响下容易发生自燃或复燃，不适合长期堆放与长途运输。同时，水的存在导致煤体软化，浸泡1周后抗拉强度降低至原始值的1/2[4-6]，暴露条件下，饱和或高含水褐煤干燥，体积收缩与干裂明显[7]。煤中总体含有2大类水，其一为弱束缚水(weakly associated water)，可以通过低温蒸发散失，另一类为强束缚水(strongly associated water)，只能通过温度升高官能团分解后释放，一般温度升高至60 ℃官能团才能分解并开始释放CO2和水等，可将上述水分分为外水和内水[8]。煤中水分的蒸发主要通过水蒸气的形式由表面向外界环境扩散，扩散是水分蒸发的关键控制形式，多孔系统内部水分只有形成水蒸气才能向外界扩散蒸发，而在孔隙系统内部存在水蒸气的解吸/吸附作用，在低温条件下蒸发时解吸作用与吸附作用之间存在迟滞现象，水蒸气解吸快于吸附宏观表现为水分蒸发[9]。褐煤在空气中干燥时，大于120 nm孔隙水分容易被蒸发移除，孔隙被清空，孔隙率显著增加，但此时褐煤的体积收缩有限，当进一步干燥蒸发时当多层水被移除时，开放的凝胶结构崩溃，导致显著的体积收缩，最终收缩率可高达55%，气孔率增至50%[10-11]。……