煤結(jié)構(gòu)機械破斷生成S-CO的規(guī)律與機理

賈海林，韓璐璐，余明高

(1.河南理工大學(xué) 河南省煤礦瓦斯與火災(zāi)防治重點實驗室，河南 焦作 454000; 2.河南理工大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作 454000; 3.重慶大學(xué) 煤礦災(zāi)害動力學(xué)與控制國家重點實驗室，重慶 400044)

煤結(jié)構(gòu)機械破斷生成S-CO的規(guī)律與機理

賈海林1,2，韓璐璐1,2，余明高1,3

(1.河南理工大學(xué) 河南省煤礦瓦斯與火災(zāi)防治重點實驗室，河南 焦作 454000; 2.河南理工大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作 454000; 3.重慶大學(xué) 煤礦災(zāi)害動力學(xué)與控制國家重點實驗室，重慶 400044)

以煤結(jié)構(gòu)機械破斷產(chǎn)生的CO(S-CO)為對象，利用煤結(jié)構(gòu)機械破斷S-CO測試系統(tǒng)和傅里葉紅外光譜儀研究S-CO的生成規(guī)律和產(chǎn)生機理。實驗結(jié)果表明：在氮氣氛圍和煤樣質(zhì)量相同條件下，S-CO的產(chǎn)生速率和體積分?jǐn)?shù)均隨電機轉(zhuǎn)速的增加而增大。在實驗工況下，S-CO的體積分?jǐn)?shù)變化呈現(xiàn)3個階段：無S-CO階段、線性增長階段、類指數(shù)增長階段。基于煤化學(xué)和紅外光譜分析理論，分析了實驗煤樣在機械破斷過程中煤結(jié)構(gòu)的變化情況。根據(jù)煤中含氧基團及相應(yīng)解離能，闡明了煤機械破斷產(chǎn)生S-CO的多步反應(yīng)機理，補充了前人關(guān)于“S-CO是煤中羰基的機械激活分解”的片面認(rèn)識，完善了煤結(jié)構(gòu)機械破斷S-CO的產(chǎn)生機理。

煤結(jié)構(gòu);機械破斷;S-CO產(chǎn)生規(guī)律;S-CO產(chǎn)生機理;多步反應(yīng)機理

指標(biāo)氣體分析法早已被國內(nèi)外學(xué)者證明是一種早期預(yù)測預(yù)報礦井火災(zāi)的有效方法，其常用指標(biāo)有CO，C2H4，C2H2等派生指標(biāo)[1-4]。CO氣體又以其靈敏性、易測性及規(guī)律性等特征被廣泛地作為預(yù)測煤自然發(fā)火的指標(biāo)氣體。……