摘自硕士论文

1.2.1 煤化学结构研究进展

处在分子反应层面上的煤结构特性——煤活性基团中键的解离、断裂与新键的形成是研究煤氧化自燃机理的根柢。如我国华北存在有气肥焦瘦煤等共存的大型煤田——淮南煤田，受煤岩构造变形的影响，出现了煤岩热稳定性增强，芳香核延展度增加，芳香程度加深等分子结构变化。长期以来，专家学者们不断探索能够体现煤反应性的煤分子结构模型，通过对煤分子各种结构参数的推断和假想，却由于煤结构的复杂与多样性，只是在统计平均意义上建立出煤的平均化学模型，用来近似反映煤分子空间分布的结构。刘振宇指出，早期这些建立在概念性构想上的煤结构模型缺乏对煤大分子团簇及其之间连接的明确定义，但仍有参考价值。

20世纪60年代以来出现的煤分子结构模型共通处在于，将芳香核置于煤结构中心，外围连接有长短不一的脂肪链。煤分子结构中含有C、H、O、N、S等元素，N主要以杂环形式存在，S主要以杂环和硫醚键形式存在。煤结构中存在一定的小分子结构，或镶嵌在芳香核结构中，或通过氢键和范德华力与芳香核结构联结。但需要指出的是，这些模型仍展现出煤分子结构的概念型图像，缺乏系统、全面的整体认知。目前，仅有几例褐煤和烟煤分子模型得到专家学者的公认，煤分子结构的理论体系研究相对缺乏，次烟煤和无烟煤分子模型数量的欠缺，物理含义尚不明确，对研究不同变质程度煤结构演变规律和机理造成了一些阻碍。

从1942年Fuchs褐煤模型的建立起，煤分子结构逐渐发展到今天，通过现代物理化学工具与分析的交叉结合，逐渐对煤分子结构进行解析，如，太原理工大学多支研究团队对煤分子结构精细表征做出了可观的研究成果。对不同变质程度煤分子结构参数的修正，实现煤分子结构模型的准确性，解决不同煤阶的煤分子结构演变规律等问题，仍需专家学者共同努力，而这些对于煤自燃机理的研究具有十分重要的指导和参考意义。本文统计得到的目前学界广泛接受的18种煤分子模型见图1.3。