候飞， 曹威虎， 王艺， 仲晓星

(1.中国矿业大学 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室， 江苏 徐州 221116；2.中国矿业大学 安全工程学院， 江苏 徐州 221116)

0 引言

在煤炭工业生产中，当煤与氧气相互作用的产热速率大于散热速率时，就会发生煤自燃[1]。煤自燃不仅会影响正常生产作业、烧损大量煤炭资源，还会产生有毒有害物质，甚至诱发瓦斯、煤尘爆炸等二次灾害[2-3]。在煤自燃研究中，通常采用煤低温氧化动力学参数来定性衡量煤自燃倾向性[4]及定量表征煤氧反应速率和产热速率[5-6]等。当前测试煤低温氧化动力学参数的方法有绝热氧化法、金属网篮法和热分析法等，其中热分析法因测试所需煤样少、重复性好，被众多研究者所采用。基于不同热分析理论和实验研究，研究者提出了多种煤低温氧化动力学参数测试方法。Wang Haihui等[7]根据煤与氧气在35～115 ℃温度环境中反应时的质量变化，采用Coats-Redfern法分析了煤中水分析出过程中的活化能。Li Bo等[8]开展了3种干燥煤样在恒定升温速率下的TGA-DSC实验，根据放热速率q与质量m的比值变化获得了煤低温氧化过程的表观动力学参数(q/m法)，发现温度为100～150 ℃时得到的动力学参数及放热速率与金属网篮法获得的结果一致。Zhong Xiaoxing等[9]采用q/m法研究了不同贫氧条件下煤低温氧化过程中表观活化能和指前因子的变化规律。J. Naktiyok等[10]依据多升温速率测试结果，分别采用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)、Flynn-Wall-Ozawa等转化率法及Coats-Redfern法和Master-Plot法计算了煤氧反应的活化能和指前因子。仲晓星等[11]基于热分析动力学理……