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作者：郑丹1,2;向彬1,2;洪林1,2;高大猛1,2;武江敏1,2;杨皎若1,2;魏亚飞3;赵华强4
单位：1.辽宁工程技术大学安全科学与工程学院;2.辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室;3.沈阳焦煤股份有限公司西马煤矿;4.沈阳焦煤股份有限公司应急救援服务沈阳分公司
摘要：采空区遗煤会吸附煤升温氧化过程中产生的C_2H_4、C_2H_2等标志气体，导致矿井空气中气体体积分数减小，进而对判断煤自燃发火情况产生不利影响。构建褐煤分子模型后进行几何优化及退火优化，得到更为稳定的构象，将优化后的两个褐煤分子模型放入三维晶胞中进行后续模拟。将模拟温度设置为293.15～333.15 K,压力范围为0.1～8.0 MPa,运用巨正则蒙特卡洛方法对C_2H_4、C_2H_2进行吸附模拟，研究其吸附热力学特性。结果表明：C_2H_4、C_2H_2在压力为0.1～1.5 MPa时，吸附量急剧增加，后续吸附量增加速度会逐渐放缓，大约到达4.0 MPa时，吸附量上升得极其缓慢，基本保持不变；吸附热随着压力的增加缓慢增加，随着温度的升高，吸附热下降幅度极小，等量吸附热受温度影响较小；吸附势能和吸附熵在热力学中有一定相关性，两者随着吸附量增大反而会逐渐减小。从微观层面探究煤分子与C_2H_4、C_2H_2的吸附作用特征，为煤自燃预测提供一定的理论依据。
关键词：安全工程;煤自燃;分子模拟;热力学
