高地温对不同变质程度煤自燃微观结构影响试验研究

深部煤炭开发为煤矿自燃火灾防治带来新的挑战,开采深度增加所导致的高地温环境直接改变了煤炭氧化自热的初始条件,也会逐渐影响煤的微观结构,加剧火灾风险。因此,为了研究深部煤炭开采面临的高地温环境对煤自燃特性的影响,选取代表矿区的8种不同变质程度煤样,通过模拟高地温环境处理煤样30 d,通过静态容量法测试煤样的孔隙结构变化,傅里叶红外光谱分析地温影响下煤主要活性基团变化,并对比程序升温试验180℃时的CO产率变化。研究结果表明:长期受高地温环境影响,煤中代表游离羟基的—OH伸缩振动和代表脂肪烃的C—H结构变化最为显著;煤样在长期处于高地温环境,无烟煤比表面积降低,最大降幅达到46.01%。烟煤的孔隙分布范围更多地集中在3 nm以上的区间内,处理前后变化最小。褐煤的孔隙较烟煤更为发育,处理后2种褐煤比表面积分别增加了4.04%和20.4%,平均孔径分别降低了20.5%和14.4%。地温对不同变质程度煤自燃特性的影响存在差异,高地温促使无烟煤、烟煤和褐煤CO生成量最高分别增加13.1%、28.5%和36.1%,说明低阶煤更易受高地温环境的影响。该研究为高地温环境影响下的煤矿采空区自燃火灾防治提供参考。