加强煤自燃机理研究 做好防灭火工作.pdfVIP

第6期 (总第130期) 机 械 管 理 开 发 2012年 l2月 No．6(SUMNo．130) MECHANICAL MANAGEMENT AND Dec．2O12 加强煤 自燃机理研究 做好防灭火工作 费晓明 (沈阳煤业集团山西晋辽矿业有限公司， 山西 古县 042000) 摘 要：通过对红菱煤矿4层煤升温氧化过程 中气体产物规律、特性及煤样 自燃氧化热力学特性、规律的研究，对 自然发火标志性气体进行了分析和优选，为防灭火工作提供技术支持。 关键词：气体产物特性；热力学特性；标志性气体 中图分类号：TQ530．2 文献标识码：B 文章编号：1003—773X(2012)06—0107—04 0 引 言 2．0~C／min；取样间隔时间为20min。 煤是以碳质为主的复合物，在成煤的过程中，随着 经过实验，得到代表性煤样在通空气 (0：浓度为 成煤年代、成煤沉积环境的不同和受到的地质作用不 20．9％)条件下 自然发火过程中气体产物随煤温的变 同，派生出不同的煤种，同时也使它具有各不相同的物 化实验数据，见表2。 理 、化学特性 。煤炭能够 自然发火的特性是其具有的 煤 自燃气体产物是指煤层在井下环境条件下由于 通性之一，但煤炭 自然发火的难易程度取决于煤的物 其 自燃而释放出来的气体。这其中包括两部分，一部 理化学性质。这不仅需要掌握煤的自燃性，并且需要 分由于煤 自身氧化产生的气体产物 ，叫煤 自燃氧化气 早期发现煤的自燃火灾 ，掌握表征煤 自然发火过程中 体；另一部分是成煤过程中吸附在其孔隙内的气体，由 与火灾相关参数的各项指标，从而全面系统地对煤层 于煤体温度升高而解吸出来的，叫煤 自燃吸附气体。 的自燃特性进行研究。 一 般情况下，煤 自燃吸附气体主要成份是CH和 煤在 自然发火过程 中会表现出一定的规律性，如 CO，余下的是存量很少的ppm级的烷烃气体组份即 释放出某些气体组份、温度变化等，研究和掌握这些规 CH、C，H、CH。。，这些烷烃气体组份依据其碳原子数 律不但能把握煤 自然发火的进程，指导防灭火工作的 的序列性 (也即其沸点由低到高的序列)随着煤温度的 实施，而且能够更早期地对 自然发火进行预测预报，做 升高而逐一解吸出来”。 到防患于未 “燃”。因此，本章的研究内容就是要在煤 煤 自燃氧化气体是煤中碳和空气中发生氧化作用 自然发火的基础参数和 自然发火的规律等方面进行一 所分解出来的产物，其成份主要有CO，CO：、CH、CH、 定的测试和探讨，为矿井防灭火工作提供可靠的依据。 C3H8、C4Hlfl、C2H4、C3H6和C2H2。 1 实验煤样采样地点 研究表明，烯烃和炔烃以及 CO是煤 自然发火过 采集红菱煤矿4—2#煤层具有代表性煤样 1个，送 程中碳氧化反应的产物，这几种气体组份在煤吸附气 至煤炭科学研究总院抚顺分院防灭火基础实验中心， 体中不存在的(亦有吸附气体中有CO的报导，但极为 煤样经处后理制备成各项测试用的分析煤样。实验用 少见)，因此，这几种气体组份也是标志煤 自燃氧化进 煤样的采样地点等信息，如表 1所示。 程的特征气体组份 表 1 实验煤样的采样地点 一 般来说 ，煤 自燃吸附气体产物生成规律主要表 I序号 l煤样编号 I煤层 l采样地点 l 采样时间 l采样人 l 现为