范 路，王永刚，赵瑞悦，王东洋

(1. 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京市海淀区，100083；2.北京低碳清洁能源研究院，北京市昌平区，102211)

0 引言

煤炭自燃是煤矿火灾事故的主要因素之一，不同煤化程度的煤自燃周期不同，可持续数月、数年或数十年之久。虽然机制预警系统能够起到预警作用，但煤炭自燃的火源位置无法预估，无法及时地发现和处理，极易造成严重的煤矿灾害[1]。目前，已有许多文献报道了煤炭自燃的因素，如煤炭的煤化程度[2]、元素、活性基团和结构差异[3-6]、水分差异[7]、孔隙率[8-9]，以及煤矿开采技术差异、开采进度、煤层回采率等[10]。煤化程度高的煤，其水分和挥发分含量较低，煤中稳定的缩合芳香环数增加，分子结构中桥键和侧链减少，煤炭自燃几率较低，相反，煤化程度低的煤自燃几率相应较高[11]。

煤炭阻燃一直是行业内研究的主要方向之一，煤炭自燃机理研究是开发煤炭阻燃技术的理论基础，目前普遍认同的煤炭自燃机理为“煤氧复合学说”[12]，是指煤炭分子与氧气分子结合，进行低温氧化、能量积蓄，在氧气与时间充足等条件下，导致煤炭自燃发火。邓军等研究人员[13]以耗氧速度和放热强度为煤自燃的衡量指标进行实验测试，研究煤的氧化性和放热性，从耗氧速率和放热速率的角度说明煤炭自燃的决定性因素，给煤炭阻燃剂的研究提供了理论基础；李增华[14]从自由基反应机理研究煤炭自燃的因素，阐明了在煤炭开采和地应力等因素的作用下，可使煤分子断裂产生自由基，自由基存在于煤炭颗粒表面或煤炭新生裂纹表面，一旦接触氧气，立即发生氧化反应，进行热量的前期蓄积，为煤炭自燃发火提供条件。……