煤炭自燃机理及预防技术基础

应用量子化学理论和元素分析仪、质谱仪(ICP)、多功能X射线衍射仪(XRD)、红外光谱等分析测试手段，对变质程度不同的煤样进行测试分析，确定煤分子的碳骨架、化学键、官能团，建立并优化煤分子结构模型；在建立煤微观表面的基础上，研究煤对氧的吸附机理、煤有机大分子与氧的化学反应机理、煤低分子化合物与氧的化学反应机理，建立煤自燃机理新理论；应用自燃新理论，结合热重实验，建立判定煤自燃难易的着火活化能理论和判定煤炭自燃难易的新方法、技术和标准；研究煤表面的活性基团与阻化剂中的金属离子形成配合物的过程，并用实验方法对煤与阻化剂形成的配合物加以表征，建立预防煤炭自燃的阻化、惰化机理理论；应用渗流理论和传质、传热理论研究松散煤体内外因相互作用理论，为预测自然发火期、确定火源点位置、惰化与隔绝效果检验提供 理论支撑；实现煤炭自燃理论及其预防技术基础理论突破，为开发和应用有效的煤炭自燃防治技术奠定理论基础。

本项目应用量子化学理论和原子力显微镜、紫外光谱、拉曼光谱、红外光谱等分析测试手段，对变质程度不同的煤样进行测试分析，确定煤分子的碳骨架、化学键、官能团，建立并优化了煤活性特征结构模型，并研究了煤对氧的吸附机理、煤有机大分子与氧的化学反应机理、煤低分子化合物与氧的化学反应机理，建立煤自燃的量子化学理论；应用自燃新理论，结合热重实验，建立了判定煤自燃难易的着火活化能理论和判定煤炭自燃难易的新方法、技术和标准；研究了煤表面的活性基团与阻化剂中的金属离子形成配合物的过程，并用实验方法对煤与阻化剂形成的配合物加以表征，建立了预防煤炭自燃的阻化惰化机理理论；应用渗流理论和传质、传热理论研究了多层采空区流场气体流动规律，建立了多层采空区流场局部动态平衡理论与多点调控反馈补偿整体平衡理论，并开发了控制多层采空区流场局部动态平衡技术及成套装备。实现了煤炭自燃理论及其预防技术基础理论突破，为开发和应用有效的煤炭自燃防治技术奠定理论基础。