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成果名称

成果形式

第一完成单位

实验室参加人员姓名（排名）

成果产生年度

2

防治煤自燃的高效阻化理论与关键技术

科技奖励，论著、发明专利、工程应用

中国矿业大学

王德明（1）、秦波涛（2）、仲晓星（3）、窦国兰（4）、戚绪尧（5）、时国庆（6）、史波波（7）

2012-2017

煤自燃是煤炭开采过程中面临的主要灾害之一，不仅烧毁大量煤炭资源，还会引发瓦斯爆炸，造成巨大的财产损失和人员伤亡。为解决井下常规防灭火技术防灭火性能弱、作用范围有限，难以满足综放和大采高工作面的防火需求的难题，在国家自然科学基金重点项目等资助下，开展了防治煤自燃高效阻化理论与关键技术的研究，主要科技创新如下：

（1）提出了煤自燃氧化动力学理论：确定出对煤自燃有影响的所有活性结构单元，得到了煤自燃的基本结构单元的反应过程及特性参数，提出了各基元的反应机理及相互作用关系，实现了煤自燃机理研究的突破。

（2）发明了高效阻化泡沫防灭火技术：提出了抑制和消除煤氧反应的化学阻化方法，发明了防治煤自燃的高效化学阻化剂，研发了利用泡沫将阻化剂载运到一般液固介质难以到达的井下防灭火区域的阻化泡沫防灭火技术，解决了综放和大采高工作面采空区等大空间中煤自燃防治的难题。

（3）开发了无机固化泡沫及凝胶泡沫堵漏隔氧防灭火技术：研发了高倍数无机固化泡沫材料、凝胶泡沫制备技术，解决了常规泡沫体易破灭、保水差、隔氧时间短的难题。实现了对采空区丢煤多的区域持续封堵、覆盖隔氧防火的重大突破。

研究成果获得国际发明专利11项、国内发明专利12项，出版专著3部，发表SCI/EI论文30篇，已在全国100多煤矿成功应用，获得国家技术发明二等奖、煤炭工业协会科技进步一等奖等奖励。

佐证材料：

1. 国家技术发明二等奖：防治煤自燃的高效阻化方法与关键技术（证书号：2012-F-303-2-03-R01，2012年12月19日颁发）

2. 中国煤炭工业协会科技进步一等奖：浅埋藏近距离煤层群开采煤自燃防治关键技术研究（证书号：2017-126-D01）

3. 应用证明：浅埋藏近距离煤层群开采煤自燃防治关键技术应用，神东煤炭集团公司寸草塔二矿

4. 专利证书：Method for preparing inhibition slurry containing   pulverized fuel ash for controlling fire in coal fields（澳大利亚：2014274500）

5. 专利证书：一种高效治理浅埋藏煤层大面积采空区遗煤自燃的方法(ZL   201410769236.1)

6. 专利证书：一种基于煤低温氧化机理的防治煤自燃的复合阻化剂（ZL201210526943.9）

7. 专著：《预防煤自燃化学阻化剂研究》，中国矿业大学出版社，2014

8. 高水平的论文：MaLiyang, WangDeming, Wang Yang, DouGuolan,   XinHaihui. Synchronous thermal   analyses and kinetic studies on a caged-wrapping and sustained-release type   of composite inhibitor retarding the spontaneous combustion of low-rank coal,   Fuel Processing Technology, 2017, 157(3): 65-75.

9. 高水平的论文：Zhong Xiaoxing, Li Linda, Chen Yun, Dou Guolan, Xin Haihui. Changes in thermal kinetics   characteristics during low-temperature oxidation of low-rank coals under   lean-oxygen conditions. Energy & Fuels,   2017, 31(1) : 239-248.

10. 高水平论文：王德明，辛海会，戚绪尧，等．煤自燃中的各种基元反应及相互关系：煤氧化动力学理论及应用．煤炭学报，2014，39(8): 1667-74.