煤自燃標(biāo)志性氣體實驗及應(yīng)用研究.pdf

1、煤自燃發(fā)火是威脅煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一。加強(qiáng)煤自燃發(fā)火機(jī)理、煤自燃標(biāo)志性氣體及煤自燃預(yù)測預(yù)報等方面的研究，為防治煤自燃提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)，對我國煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
　　本文采用理論分析、現(xiàn)場調(diào)研與實驗室模擬實驗相結(jié)合的研究方法，并以煤氧作用理論、傳熱傳質(zhì)理論、煤自燃指標(biāo)氣體檢測作為研究基礎(chǔ)，對煤自燃機(jī)理、煤自燃發(fā)展階段與過程、影響因素、煤自燃傾向性、標(biāo)志性氣體等方面進(jìn)行研究。首先對汾西瑞泰井礦正明煤業(yè)有限公司礦

2、井進(jìn)行調(diào)研并采集煤樣，然后在實驗室進(jìn)行煤自燃發(fā)火模擬實驗，通過分析標(biāo)志性氣體和煤炭自燃之間的關(guān)系，確定可以根據(jù)標(biāo)志性氣體推測出煤炭自燃狀態(tài)，并對煤炭自燃進(jìn)行預(yù)測預(yù)報：
　?。?）將CO作為煤初期自燃發(fā)火的標(biāo)志性氣體；
　　（2）2#煤層在常溫下甲烷和乙烷是同時存在，且在70℃以后兩個變化趨勢隨溫度的變化基本一致，70℃時檢測出己烷，可以其作為2#煤層的標(biāo)志性氣體；
　?。?）3#煤層常溫下甲烷和乙烷同時存在，在40℃～

3、80℃之間變化趨勢隨溫度的變化大體相同，70℃時生成丙烷、100℃時生成己烷、120℃時生成戊烷，可以將己烷和戊烷作為3#煤層的標(biāo)志性氣體；
　　（4）4#煤層在不同位置的煤樣烷烴的變化趨勢不同：工作面煤樣在常溫下甲烷和乙烷是同時存在，且變化趨勢隨溫度的變化基本一致，丁烯出現(xiàn)在30℃～40℃、80℃～120℃之間；丙烷和戊烷同時在70℃出現(xiàn)而80℃時戊烷仍存在；工作面陷落柱煤樣常溫下甲烷和乙烷同時存在，隨著溫度逐漸升高CH4和C2

4、H6的變化趨勢基本一致，但是前期120度以前變化比較遲緩；70℃時生成丙烷，80℃和130℃時生成戊烷，90℃時生成丁烯，因此，將丙烷和戊烷作為4#煤層標(biāo)志性氣體；
　?。?）煤隨著在空氣中暴露時間的長短，其自身氧化自燃的時間也會發(fā)生變化，同時也受陷落柱的影響，長期暴露在空氣中的前期氧化時間比較長；
　　同時在煤礦現(xiàn)場采用礦用本安型紅外熱像儀和紅外測溫儀對巷道表面煤體進(jìn)行定期掃描，對溫度異常點進(jìn)行監(jiān)測，確定了煤自燃主要發(fā)生在