为了探究瓦斯与煤自燃复合灾害演化过程中瓦斯对煤自燃进程的影响机制,以煤体内部化学官能团作为指标变量,基于正交实验设计及分析方法,分别研究了煤自燃过程中CH4浓度、O2浓度、N2浓度及氧化温度对煤体内部不同种类官能团的影响规律。实验结果表明:与—CH2—/—CH3、C—H或—OH等其他官能团相比,—COOH与煤体氧化程度的线性拟合相似度最高,能够准确地反映煤体氧化进程。煤自燃过程中CH4对—COOH占比的影响可分3个阶段进行,CH4浓度<6.0%时,CH4有助于—COOH等官能团的氧化消耗,且浓度增加激励作用更为显著;6.0%<CH4浓度<13.6%时,CH4仍起到促进作用,但促进幅度逐步降低;CH4浓度>13.6%时,CH4起到抑制作用,且随着浓度的增加抑制作用逐步加剧;相较于N2,低浓度和中浓度时CH4对—COOH消耗的促进效应更强,高浓度时对—COOH消耗的抑制效应则更弱。

国家重点研发计划（2018YFC0807900）；双一流建设自主创新专项（2018ZZCX05）；

1 实验方法
1.1 实验煤样
1.2 实验仪器
1.3 正交设计及实验流程
2 实验结果及分析
2.1 煤自燃过程中不同种类官能团的演变规律
2.2 CH4对煤自燃过程官能团演化的影响机制
2.2.1 正交实验设计与结果
2.2.2 氧化参数对—COOH演变规律的影响
2.2.3 CH4对煤体—COOH反应的影响规律
3 结论

刘超,郑万成,张镭,赵波.瓦斯对煤自燃过程中官能团演变的影响[J].能源与环保,2021,43(07):148-155.