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作者:吴锐;邱炜平;郭志国;刘祥宇;
单位:江西理工大学矿业工程学院;稀有金属资源安全高效开采江西省重点实验室;江西理工大学安全工程学院;中国矿业大学安全工程学院;
摘要:为解决传统煤矸石料浆因高温开裂、阻燃效率低而导致的煤矿采空区复燃难题,本文将一种高效阻燃抑烟剂八钼酸铵(AMM)引入煤矸石料浆体系,旨在揭示AMM改性料浆抑制煤自燃的作用机理.通过注浆充填防灭火试验系统对比原煤、空白注浆煤、氯化镁(MAG)及AMM改性注浆煤在30~270℃氧化过程中的宏观燃烧特性;利用电子自旋共振及傅里叶变换红外光谱测试加入AMM前后煤中的自由基类型、浓度及表面官能团的变化.结果表明:与7%MAG的改性料浆相比,添加5%AMM的改性料浆可使CO释放峰值浓度降低19.97%,其阻化率比MAG高11.78%;经料浆处理后的煤在氧化过程中g值、线宽及自由基浓度均低于原煤,AMM改性料浆抑制煤自燃效果强于MAG改性料浆;定量分析各煤的活性官能团在氧化过程中的变化规律,得出AMM的添加减少了煤分子中的含氧官能团(-OH,-C=O)的含量,抑制煤分子内部甲基侧链的断裂,有利于较稳定醚键的生成.根据试验结果推断:在煤氧化过程中,AMM热分解生成MoO_3,促进分子间的交联反应形成保护性炭层,阻断含氧自由基进一步生成R-OH,而生成较稳定化合物结构,相应的减少可燃性气体CO生成,从物理化学方面抑制煤自燃,实现了AMM强化煤矸石浆液防灭火的作用.
关键词:阻化剂;;八钼酸铵;;煤矸石料浆;;注浆充填;;煤自燃;;防灭火
基金资助:国家自然科学基金项目(52264018);; 江西省自然科学基金面上项目(20242BAB25246);; 江西理工大学研究生创新资助项目(XY2025-S103)