山西矿区煤自燃指标气体预测研究.pdfVIP

2012年第 2期 能 源技 术 与 管 理 127 doi：10．396％ issn．1672-9943．2012．02053 山 西 矿 区 煤 自燃 指 标 气 体 预 测 xdt-究 张慧君 ，司 文 (1．中国矿业大学 安全工程学院，江苏 徐j,j1221l16；2．中国矿业大学 矿业工程学院，江苏 徐州 221116) [摘 要] 通过煤 自燃指标气体实验 系统，对山西某矿煤层 自燃过程中产生的气体种类，以及 各气体 出现与煤温度的对应关系进行 了对比分析，结合指标气体选择的一般原则， 确定山西煤矿工作面煤 自燃指标气体的选择应以co和 c2H 为主，并辅助参考 c ：指标气体。准确选择煤 自燃指标气体对提高煤炭早期 自燃预测、预报 ，防止矿 井火灾具有重要指导意义。 [关键词] 煤 自燃；指标气体 ；煤氧化 [中图分类号]TQ531[文献标识码]B [文章编号]1672_9943(2012)02 127 3 验过程产生的气体种类、指标气体的优选、气体与 0 引 言 温度的关系进行分析、比较，最终确定预防该煤矿 煤炭 自燃的发生和发展是一个非线性、复杂 煤炭 自燃发火早期预报指标气体。 的物理化学过程，是煤与氧气在低温条件下发生 2 实验装备 氧化反应产生热量积聚，并最终导致 自燃的结果。 —．．．．．．．．．．．．．．．—．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．L 蚕 煤炭 自燃的过程中，将产生一系列反映煤氧化和 实验系统测试系统如图1所示，其主要有程 燃烧程度 的指标气体 ，如 CO、CO、CH、CH、 序控温箱、气体分析仪、铜质煤样罐、预热气路、温 一控 1 c：H、c，H、C：H等，其中某些气体的产生有一定 度控制系统、气体质量流量控制器等。 的规律性…。譬如，某些气体产生的最低温度，以 及产生量和煤温之间存在相应关系且因煤质不同 一制溉裥板二～毓一 而不同。这为掌握煤炭 自燃规律、准确预报煤层 自 燃发火提供了依据和手段，也为煤炭 自燃火灾早 期预报提供了必要的前提条件，这些在煤 自燃过 程中有规律出现的且反映煤 自燃发火特征气体被 称为指标气体。由于不同煤矿煤样之间存在差异， 对不同煤矿煤层氧化至燃烧过程中产生的气体时 宅气 间、成分浓度具有不同规律，因此 ，在指标气体的 图1 指标气体实验系统 选择与应用方面，不存在统一的规则。为了准确预 3 实验过程 测、预报煤炭 自燃发火选择何种指标气体，必须采 取煤矿的实际情况和实验室数据研究相结合的方 3．1 煤样选取 法，提出适合的煤炭 自燃发火早期预报指标气体。 煤样选取后，经密封储存邮运至实验室。采样 前先剥去煤样表面氧化层，然后对其进行破碎并 1 煤样采集 筛分出40～80目的颗粒 5Og作为实验煤样。 山西某煤矿工作面煤层厚度变化不大，顶板 3．2 实验过程 以下煤层平均厚度为4．5m，赋存较为稳定；采煤