煤矿火灾的频发严重危害着矿井工作人员的人身安全,造成资源浪费、经济损失和环境污染。由于煤自燃是导致煤矿火灾的重要因素之一,防煤自燃阻化剂成为应用于井下防灭火的重要措施。目前,对煤自燃阻化剂的研究涉及各个方面,但黄泥灌浆仍是应用范围最广的阻化技术。针对黄泥灌浆易流失、堵管等缺陷,本文提出壳聚糖悬浮黄土的概念,对黄土悬浮胶体的悬浮效果和对煤阻化效果做出研究。本文根据壳聚糖和黄土的理化性质,对比分析了不同浓度壳聚糖溶液对黄土的悬浮效果,发现随着壳聚糖溶液浓度的增加,黄土悬浮胶体的悬浮率逐渐增加。当壳聚糖溶液浓度超过0.5%时,沉降时间可达60h以上,悬浮率可达79%以上。添加柠檬酸盐的复合胶体保水率高于单单壳聚糖溶液,其中添加柠檬酸钠的复合胶体保水效果较好,在70℃下干燥40h保水率稳定在30%左右。通过傅里叶红外光谱仪和同步热分析仪对不同浓度壳聚糖溶液处理煤样和添加柠檬酸铁、柠檬酸钠、柠檬酸钙的0.2%浓度壳聚糖溶液处理煤样进行微观官能团和升温重量变化分析,与原煤样对比官能团含量和特征温度点变化发现0.2%浓度的壳聚糖溶液甲基、亚甲基官能团含量高于原煤样,0.3%浓度的壳聚糖溶液处理煤样升温中重量损失最低,说明0.2%浓度壳聚糖溶液对脂肪烃的脱落有促进作用,而0.3%浓度壳聚糖溶液对煤自燃有较好的抑制效果。柠檬酸钙复合胶体K2C对亚甲基、甲基、芳香烃溶解效果较好,柠檬酸铁复合胶体K2F对含氧官能团溶解效果较好且将特征温度点向后延迟最多,说明柠檬酸盐显著的提高了复合胶体对煤的阻化效果,其中柠檬酸铁复合胶体溶解官能团和延缓煤热失重效果最佳。通过程序升温-气相色谱联合仪器对不同浓度壳聚糖悬浮黄土复合胶体处理煤样和添加柠檬酸铁、柠檬酸钠、柠檬酸钙的0.2%浓度壳聚糖悬浮黄土复合胶体处理煤样进行氧化过程中气体浓度变化分析,与原煤样实验结果对比分析可以得知随着壳聚糖溶液浓度的升高,黄土复合胶体对煤的阻化效果先增大后减小,0.3%浓度壳聚糖溶液对煤的阻化效果较好;添加柠檬酸盐的复合胶体阻化性能得到进一步改善,其中添加柠檬酸铁的复合胶体的阻化率在120℃高达74%。图[32]表[7]参[91]