我国是世界上煤炭资源最为丰富的国家之一,煤炭在我国一次性能源生产和消费中占据主导地位,但其在开采和储运过程中存在严重的煤炭自燃灾害性事故,造成大量的资源浪费、人员伤亡和财产损失。为防治煤炭自燃,国内外通常采用预防性灌浆、堵漏控风、喷洒阻化剂、注惰性气体、注凝胶和注泡沫体材料等防灭火技术。这些技术在防治煤炭自燃方面起到了重要的作用,在此基础上,为防治煤自燃提供更高效地技术支持,开展了多态泡沫技术研究。为阐述多态泡沫抑制煤自燃的性能,本文针对其制备方法及热特性进行了系统性分析。多态泡沫主要由起泡液和有机酸合成,其中,起泡液主要由表面活性剂、增稠剂、阻化剂和硅酸盐组成。为确定合成多态泡沫的各组份的最佳浓度,开展了荧光光谱和Zeta电位研究,得出表面活性剂、增稠剂、阻化剂和硅酸盐的浓度分别为20g/L、1g/L、0.7g/L和20g/L时,混合溶液的表面张力、粘性最好,分散体系最稳定;当硅酸盐和有机酸以8:1的比例均匀混合,并注入气体后,可形成的均匀、稳定的多态泡沫。为从宏观角度分析多态泡沫抑制煤自燃的机理,针对煤、多态泡沫和煤&多态泡沫三种样品,运用热重-差式扫描量热联用仪对各个样品在不同时间节点的理化反应和能量变化进行分析,得出煤初始氧化主要表现为煤体中依附在煤基大分子中的烷基侧链、含氧官能团和桥键发生热裂解,释放出小分子活性基与氧气发生反应。多态泡沫具有吸附空气中的水分提高煤体表面湿度、吸收煤氧化产生的热量、受热融熔堵塞煤体孔隙隔绝煤与氧气接触、释放泡沫中结晶水和吸附水的优异性能,从而延缓煤的氧化进程。为从微观层面分析多态泡沫抑制煤自燃的机理,针对煤、多态泡沫和煤&多态泡沫三种样品,运用X射线光电子能谱、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱对样品的元素种类、原子形态、活化官能团进行了分析。得出多态泡沫表面主要由无定型二氧化硅和硫酸钠组成,具有良好的表面亲水性能;多态泡沫覆盖煤体隔绝煤氧接触,中断煤的自由基反应;多态泡沫中含有大量氢离子可降低煤氧化过程中的羟基、烷基含量,从而抑制煤的氧化。综上,多态泡沫技术具有抑制煤自燃的优异性能,是一种环保型的新型防灭火材料,具有较好的应用前景和较高的社会价值。