第二章煤的自燃及其特性.ppt

煤自燃倾向性鉴定方法 色谱吸氧法 分类标准： 以1g干煤在常温（30℃）、常压（101325Pa）下的物理吸附氧量作为分类的主要指标，并综合考虑干燥无灰基挥发分及含硫量来对煤的自燃倾向性进行分类。 煤样干燥无灰基挥发分Vdaf＞18%时自燃倾向性分类 自燃倾向性等级 自燃倾向性 煤的吸氧量Vd/cm3?g-1干煤 Ⅰ 容易自燃 Vd＞0.70 Ⅱ 自燃 0.40＜Vd≤0.70 Ⅲ 不易自燃 Vd≤0.40 煤样干燥无灰基挥发分Vdaf≤18%时自燃倾向性分类 自燃倾向性等级 自燃倾向性 煤的吸氧量Vd/cm3?g-1干煤 全 硫 Ⅰ 容易自燃 Vd≥1.00 ≥2.00 Ⅱ 自燃 Vd＜1.00 Ⅲ 不易自燃 ＜2.00 Vdaf=Vad×[100/（100-Mad-Aad）]，Vad、Mad、Aad分别为挥发分、水分、灰分。 煤自燃倾向性鉴定方法 色谱吸氧法 测试仪器： ZRJ-1型流态色谱吸氧仪器 流态色谱吸氧原理图 煤自燃倾向性鉴定方法 色谱吸氧法 测试步骤： （1）煤样称取和安装 称取分析煤样1.0±0.0001克，四支样品管可分别装入四个分析样品，在样品管的两端塞以少量玻璃棉，再将样品管连接在相应气路上； （2）煤样水分处理 样品管连接好以后，将六通阀置于【脱附】位置，四路开关阀全部打开，通氮气，用稳压阀将流量调至30±0.5 cm3 /min，稳定十分钟后，启动仪器，将【柱箱】温度设定为105℃，保持恒温1.5~2.0h； （3）煤样吸氧量测定 将【柱箱】温度修改设定为30℃ ，稳定后将处理好的煤样，在测定条件下吸附氧气20 min后，测定脱附峰面积S ；将测试完的煤样倒出，相同的测试条件下，同一样品管空管吸附氧气5 min,测定脱附峰面积S； （4）吸氧量的计算 徐精彩：“煤吸氧量只反映了煤的物理吸附能力，没有真正反映煤氧复合的实质”，同时还指出该方法“忽视了煤的放热性，是造成误差的一个原因”。 刘剑：“色谱吸氧鉴定法与煤种有关, 相同的吸氧量, 要考虑是烟煤还是高硫煤等”。 何启林：“影响煤的氧化放热量大小的主要因素是煤的化学吸氧与化学反应的耗氧量”，“用煤的低温条件下吸氧量大小或孔隙发育情况来评判煤的氧化性高低是不合理的” 戴广龙:“动态吸氧法不能确切地反映煤低温自热氧化升温过程和升温速率”。 谢振华、金龙哲：“我国推广使用的色谱动态吸氧法与煤实际开采条件下自燃的实质相差甚远” 。 国内有关专家普遍对色谱吸氧法的质疑 煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法 制定背景 实际应用中现场反映的吸氧法的不足 河北峰峰集团的羊渠河、小屯、牛儿庄、九龙、大淑村等煤矿所采煤层吸氧法鉴定为不易自燃，但开采中均发生了自燃。 河南郑州的王庄、米村、超化、裴沟、缸沟等煤矿所采煤层吸氧法鉴定同样为不易自燃，但这些矿均发生了自燃，据郑煤集团2005年的统计，上述煤矿已发火69次，因自然发火造成的经济损失高达4.3亿元。 安徽淮北朱仙庄矿1071工作面吸氧法鉴定为易自燃煤层，但据该矿反映，该煤层实际上较其它鉴定为自燃的煤层更不易发火。 煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法 制定背景 煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法 新西兰及我国部分矿井煤自燃绝热氧化测试结果 国内外的煤氧化实验充分表明：煤的自燃氧化过程呈现分段特性（低温缓慢氧化、高温快速氧化和临界过渡段）。 制定背景 煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法 变温条件下煤对氧的吸附量试验 绝热氧化过程中煤样的升温速率 不同煤样的70℃耗氧量与交叉点温度 煤样的自由基浓度与温度的关系 现有研究发现，煤在不同阶段的氧化特性还存在差异，仅以局部参数难以反映煤自燃过程的整体特性。 制定背景 中矿能安科技有限责任公司 绝热氧化法（美国、澳大利亚等） 高温活化能法 （波兰） 色谱吸氧法 （中国） 交叉点法 （印度、土耳其等） 测试温度较高（通常＞140℃） 仅反映煤高温氧化阶段特性 最能反映煤自燃倾向性的一种方法， 但测试周期长，测试条件苛刻，R70 只反映低温氧化特性 1g干煤30 ℃物理吸氧量，不能代表煤化学吸附、化学反应特性 现有的煤自燃倾向性测试方法多为局部单一的方法，只反映煤自燃过程的局部阶段。 煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法 针对煤自燃过程的分段特性和现有测定方法与装置的不足，中国矿业大学提出了以热自燃理论和自由基链式反应理论为基础、以煤自燃动态发展全过程为研究对象、以煤氧作用微观与宏观特性相结合的煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法。 煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法 煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法 本方法采用低温氧化阶段的耗氧指标和加速升温阶段的交叉点温度指标来反映煤不同阶段的自燃特性