本书围绕煤矿井下封闭火区启封过程中易发生快速复燃的重大安全问题，系统研究封闭火区热分解煤体的快速自燃机理及高效防控方法。针对现有研究主要将启封复燃归因于高温阴燃煤体重新供氧，而忽视已熄灭煤体热分解后常温氧化作用的不足，本书提出并深化“热分解煤体活性位点常温氧化”观点，揭示封闭火区煤体在高温乏氧环境下受热分解形成大量高反应性活性位点，其在启封供氧后可于常温条件下迅速氧化放热并诱发快速自燃的内在机理，为封闭火区启封复燃提供了新的科学解释。

更多科学出版社服务，请扫码获取。

[5] 2019.10—2020.10 美国马里兰大学公派联培博士，A.K. Gupta [6] 2017.09—2020.12 中国矿业大学安全工程学院博士，李增华 [7] 2014.09—2017.06 中国矿业大学安全工程学院硕士，李增华[1] 2023.12—至今，安徽理工大学，副教授 [2] 2023.10—2023.12，安徽理工大学，讲师 [3] 2021.08—2023.10，安徽理工大学，博士后，博新计划入站 [4] 2021.01—2021.08，安徽理工大学，助教作为通讯作者、第一作者发表论文36篇，其中SCI检索32篇、EI检索4篇。

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 封闭火区煤体启封复燃的研究现状 2
1.2.2 封闭火区煤体自燃特性的研究现状 3
1.2.3 热分解煤体活性位点的研究现状 4
1.2.4 煤氧化过程中活性基团演化规律的研究现状 4
1.2.5 封闭火区启封复燃防控的研究现状 5
1.3 研究难点与尚未解决的问题 6
1.4 研究内容与技术路线 6
参考文献 9
第2章 封闭火区预氧化？热分解煤体的氧化特性 12
2.1 封闭火区煤样的制备及氧化特性测试装置 12
2.2 封闭火区预氧化及热分解煤体的低温氧化特性 13
2.3 封闭火区预氧化？热分解过程对煤体常温氧化特性的影响 18
2.3.1 不同煤体预氧化？热分解后的常温氧化特性 18
2.3.2 不同温度预氧化？热分解煤体的常温氧化特性 21
2.3.3 不同O？浓度预氧化？热分解煤体的常温氧化特性 23
2.4 封闭火区热分解煤体的常温氧化特性 26
2.4.1 不同煤样热分解后的常温氧化特性 26
2.4.2 热分解温度对煤体常温氧化特性的影响 30
2.4.3 热分解时间对煤体常温氧化特性的影响 31
2.5 本章小结 35
参考文献 36
第3章 热分解煤体自然发火规律及氧化活性影响因素 38
3.1 原煤及热分解煤体的最短自然发火期测定 38
3.1.1 最短自然发火期实验过程及装置 38
3.1.2 煤体最短自然发火期计算 39
3.1.3 原煤及热分解煤体最短自然发火期的差异性分析 41
3.2 热分解煤体自然发火的大尺度实验 42
3.2.1 自然发火实验装置 42
3.2.2 自然发火实验过程 43
3.2.3 自然发火实验结果分析 44
3.3 热分解煤体氧化活性的R？？测试 45
3.4 热分解煤体氧化活性的影响因素 48
3.4.1 热分解煤体氧化活性与热分解温度的相关性 48
3.4.2 热分解煤体氧化活性与官能团结构的相关性 51
3.4.3 热分解煤体氧化活性与自由基结构的相关性 53
3.5 本章小结 55
参考文献 56
第4章 热分解煤体活性位点的本质属性及产生规律 58
4.1 煤中固体自由基种类的测试方法 58
4.1.1 煤样的选择与处理 58
4.1.2 官能团和自由基的测试 59
4.1.3 固体自由基的分峰方法 61
4.2 煤体升温过程官能团向自由基的转化规律 61
4.2.1 煤体活性官能团分析 61
4.2.2 煤体自由基分析 63
4.3 煤体热分解各固体自由基及自由基活性位点的产生规律 70
4.3.1 低温热分解及低温氧化过程自由基参数对比分析 70
4.3.2 原煤自由基参数与其氧化活性的关系 73
4.3.3 煤体升温过程自由基参数与氧化活性的关系 74
4.4 多种煤样下自由基活性位点产生的统一性规律 77
4.4.1 多种煤样的选择及自由基分析 77
4.4.2 多种煤样升温过程的自由基分析 80
4.4.3 自由基活性位点浓度与煤氧化活性的关系 85
4.4.4 自由基活性位点浓度与煤氧化活性的相关性机理 86
4.5 本章小结 87
参考文献 88
第5章 煤中羧酸盐热分解对自由基活性位点产生的影响 90
5.1 煤样的碱液处理及有机羧酸盐结构的引入 90
5.1.1 实验研究方法和煤样的预处理过程 90
5.1.2 碱液溶出物的红外光谱测试 91
5.1.3 煤样碱液处理前后的元素分析 92
5.1.4 煤样碱液处理前后的XPS结构测试 94
5.2 羧酸/羧酸盐的热分解及其常温氧化实验 97
5.2.1 碱液处理煤样的热分解及热分解后的常温氧化 97
5.2.2 酸碱预处理煤样热分解后的常温氧化 103
5.3 煤中不同种类有机结合型AAEMs对煤自燃的影响 104
5.3.1 实验样品及实验装置 104
5.3.2 乙酸盐处理煤样的ICP？MS测试 105
5.3.3 乙酸盐处理煤样的FTIR测试 105
5.3.4 有机结合型AAEMs负载煤样热分解后的常温氧化实验 106
5.4 羧酸碱金属结构对活性位点产生的影响机理 109
5.5 本章小结 110
参考文献 111
第6章 封闭火区热分解煤体自燃机理及高效防控思路 112
6.1 热分解煤体宏观和微观结构的演化规律 112
6.1.1 比表面积及孔隙分析 112
6.1.2 热分解前后煤体微晶结构 118
6.1.3 热分解煤体官能团及自由基参数分析 121
6.2 基于量子化学计算的热分解煤体自燃机理 123
6.2.1 键解离能的计算方法 124
6.2.2 热动力学计算原理 124
6.3 基于分子尺度的活性位点产生机制和常温氧化机制 125
6.3.1 基于分子尺度的活性位点产生机制 125
6.3.2 基于分子尺度的活性位点常温氧化机制 128
6.4 封闭火区热分解煤体的快速自燃机理 134
6.5 封闭火区热分解煤体的自燃防控思路 137
6.6 本章小结 139
参考文献 139
第7章 封闭火区热分解煤体活性位点的高效惰化 141
7.1 典型生物质水相生物油及其对煤中AAEMs脱除的影响 141
7.1.1 水相生物油的制备及其理化特性 141
7.1.2 水相生物油对煤中AAEMs脱除的影响 148
7.2 水相生物油对煤中活性位点的惰化研究 155
7.2.1 实验原料选择 155
7.2.2 煤的低温氧化和热分解后常温氧化实验 155
7.3 水相生物油酸性调配对煤中活性位点的惰化 161
7.3.1 水相生物油对其他煤自燃的阻化效果分析 162
7.3.2 酸性调配后的水相生物油对煤自燃特性的影响 164
7.4 水相生物油惰化热分解煤体活性位点的微观机制 169
7.4.1 水相生物油抑制煤自燃的红外光谱研究 169
7.4.2 水相生物油抑制煤自燃的EPR研究 172
7.4.3 水相生物油对煤自燃的抑制机理 175
7.5 本章小结 176
参考文献 176
第8章 封闭火区热分解煤体活性位点的受控氧化 178
8.1 受控氧化方法 178
8.1.1 O？浓度对活性位点常温氧化的影响 178
8.1.2 受控氧化方法的提出 179
8.2 O？？CO？气氛下的受控氧化最优配比研究 180
8.2.1 O？？CO？氛围下受控氧化最优配比实验 180
8.2.2 不同煤样在O？？CO？氛围最优配比下的受控氧化实验 182
8.2.3 O？？CO？氛围最优配比下的多组分吸附？穿透实验 183
8.3 Air？CO？气氛下的受控氧化最优配比研究 185
8.3.1 Air？CO？氛围下受控氧化最优配比实验 185
8.3.2 不同煤样在Air？CO？氛围最优配比下的受控氧化实验 187
8.3.3 Air？CO？氛围最优配比下的多组分吸附？穿透实验 188
8.4 受控氧化方法最佳气体氛围的确定 190
8.5 本章小结 191
参考文献 192