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煤炭自燃是矿井五大灾害之一。近年来,对煤自燃机理做了许多研究,提出了很多反应模型,但对于全面反应煤中活性基团与自由基的作用仍不深入。基于此,对煤自燃过程活性基团与自由基反应特性进行研究。采用程序升温—气相色谱联机实验。发现1#内蒙古多伦褐煤、2#新疆金川长焰煤、3#东欢坨气煤、4#唐山矿焦煤、5#阳泉无烟煤供氧条件下的煤自燃的产生CO、CH4、C2H4、C2H6四种气体的速度较快且释放量高。CO在整个低温情况下均有产生,CH4、C2H4、C2H6与煤样变质程度的关系。在氮气条件下气体的生成速率和释放量都大幅度降低,并且煤种不同生成的气体种类也不同,利用指标气体特征温度点确定煤自燃的蓄热期,自热期,自燃期三个阶段,且进一步证实煤内部活性基团自反应的存在。利用电子顺磁共振实验(ESR),研究了5种煤样分别在供氧与氮气条件下线宽(?H),g因子值以及自由基浓度(Ng)的变化规律。发现线宽(?H)与煤的变质程度有关。发现在供氧条件下,煤内部的自由基种类(g因子值)随温度的变化趋势大体平缓。在氮气条件下,g因子值的变化较大。g因子值的变化趋势与煤样气体的生成量成反比并粗略分析了自由基种类。五种煤样自由基浓度(Ng)存在着5#无烟煤>4#焦煤>3#气煤>2#长焰煤>1#褐煤的关系。采用傅里叶原位变换红外光谱技术,实时测试供氧与氮气条件下煤在30~200℃升温范围内的红外光谱。分析五种不同变质程度煤样-C=O-、-CH3、-CH2-CH3、-CH=CH2基团的峰面积在供氧与氮气条件下的变化规律,结合气相色谱与电子顺磁实验发现在煤自燃三个阶段煤中的活性基团与自由基会产生不同的种类的气体。通过上述实验,初步推断了煤在氧化过程中的不同阶段活性基团与自由基反应模型。