煤自燃是影响我国煤矿安全和生产的主要风险和灾害之一，为了有效地防治煤炭自燃，国内外广泛采用了灌浆、注惰性气体、喷洒阻化剂和注凝胶等技术，但这些防灭火的技术均存在着各种不同程度的缺陷。同时随着煤制油工业迅速发展，煤制油气化灰渣存在未有效处理，长期堆放占用土地对周边环境造成污染的问题。本文根据目前常用防灭火技术的不足以及煤矿绿色高效发展的需求，开展了煤制油气化灰渣凝胶的制备与阻化性能研究。

本文从煤制油气化灰渣的理化特性入手，通过粘度测试与理论分析，优选出凝胶体系中的胶凝剂羟丙基甲基纤维素（HPMC）与促凝剂碳酸钠。基于配比实验，通过对胶凝时间、热稳定性与保水率的实验研究，确定不同水灰比下的胶凝剂与促凝剂最佳添加量，总结分析了凝胶各项特性的影响因素，确定了用于封闭堵漏和扑灭高温火源的凝胶配比为：水灰比1: 0.5的煤制油气化灰渣浆液胶凝剂添加量为2%。

通过程序升温实验和标志气体测定，从本质和现象上对煤制油气化灰渣凝胶抑制煤自燃标志性气体和活化能的影响进行分析，并结合红外光谱实验添加凝胶前后烟煤、无烟煤以及褐煤升温氧化过程中官能团的变化，结果表明升温氧化生成的标志气体最高减少了65.8%，阻化率达56.4%，反应的活化能分别增加了18.6%、6.5%、7.5%。说明凝胶的添加有效减缓了煤自燃过程的反应速度，抑制了煤氧反应进程，且阻化性能优于常用的CaCl₂；添加凝胶的煤样能够有效地降低芳香烃、脂肪烃、羟基、含氧官能团等活性基团的反应活性，增加氧化反应能垒，抑制官能团参与氧化反应的能力。研究对煤火灾害防治理论与方法具有重要意义。

Coal spontaneous combustion is one of the main risks and disasters that affect the safety and production of coal mines in our country. In order to effectively prevent coal spontaneous combustion, technologies such as grouting, inert gas injection, spraying of inhibitors and gel injection have been widely used at home and abroad. All of the technologies have various defects. At the same time, with the rapid development of the coal-to-liquid industry, coal-to-liquid gasification ash has not been effectively treated, and long-term storage and occupation of land may cause pollution to the surrounding environment. In this paper, based on the shortcomings of commonly used fire-fighting technologies and the demand for green and efficient development of coal mines, this paper has carried out research on the preparation and resistance performance of coal-based gasification ash slag gel.

In this paper, starting from the physical and chemical properties of coal-based oil gasification ash, through viscosity testing and theoretical analysis, the gelling agent hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) and coagulant sodium carbonate in the gel system are selected. Based on the proportioning experiment, through experimental research on gelling time, thermal stability and water retention rate, the optimal addition amount of gelling agent and coagulant under different water-cement ratios is determined, and the influence of various characteristics of the gel is summarized and analyzed. Factors, it is determined that the gel ratio for sealing and plugging and extinguishing high-temperature fire sources is: 2% of coal oil-gasification ash slurry gelling agent with a water-cement ratio of 1:0.5.

Through the temperature program experiment and the determination of the marker gas, the effect of coal-based oil gasification ash slag gel on the inhibition of coal spontaneous combustion marker gas and activation energy is analyzed in essence and phenomenon, and combined with infrared spectroscopy experiments before and after the gel is added, bituminous coal, anthracite and coal The change of functional groups during the heating and oxidation of lignite showed that the sign gas generated by heating and oxidation was reduced by 65.8% at the highest, the inhibition rate reached 56.4%, and the activation energy of the reaction increased by 18.6%, 6.5%, and 7.5%, respectively. It shows that the addition of gel effectively slows down the reaction rate of coal spontaneous combustion process, inhibits the process of coal oxygen reaction, and has better inhibition performance than commonly used CaCl₂, coal sample with gel can effectively reduce aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, hydroxyl, The reactivity of active groups such as oxygen-containing functional groups increases the energy barrier of the oxidation reaction and inhibits the ability of the functional groups to participate in the oxidation reaction. Research is of great significance to the theory and method of coal fire disaster prevention and control.

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