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摘要
为探明火成岩侵蚀导致侵蚀煤层自燃特性变化的关键致因，以受火成岩侵入范围广、煤自然发火严重的铁法煤田大兴煤矿为研究对象，采集火成岩侵蚀形成的变质煤和未受影响的原生煤进行研究。本文利用同步热分析仪、煤自燃特性测定装置等测试了煤样的产热升温特性、气体产生规律、微观结构参数的差异。结果表明，变质煤在低温阶段的放热量较原生煤显著提高，交叉点温度降低了13.2℃,更早进入氧化增重阶段；当环境温度超过90℃,变质煤的氧化产热与反应速率急速增加，CO和CO2等氧化气体产物生成速率显著升高，表明变质煤的氧化活性高于原生煤；火成岩侵蚀煤层的高温高压作用改变了煤体的孔隙结构，导致煤中有机物质热解与挥发，使得变质煤中的微孔和介孔孔容减小、比表面积降低，宏观孔的孔容达到原生煤的3倍，平均孔径和孔隙率显著增大，有利于氧气分子在煤体内部的输送运移与吸附反应，同时变质煤的含氧官能团较原生煤减少，脂肪烃含量由27.98%提高至29.07%,增强了变质煤的氧化活性。此外，火成岩侵蚀活动导致侵蚀煤层开采时漏风加剧、遗煤氧化时间长、氧化带范围广。火成岩对煤层自然发火内在因素和外在因素的影响，导致侵蚀煤层面临严重的煤自燃灾害。
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单位中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）; 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室
