煤自燃標(biāo)志性氣體實(shí)驗(yàn)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(cè)預(yù)報(bào)等方面的研究，為防治煤自燃提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)我國(guó)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(chǎng)調(diào)研與實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)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(cè)作為研究基礎(chǔ)，對(duì)煤自燃機(jī)理、煤自燃發(fā)展階段與過(guò)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(duì)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(shí)驗(yàn)室進(jìn)行煤自燃發(fā)火模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)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(cè)出煤炭自燃狀態(tài)，并對(duì)煤炭自燃進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)：
　?。?）將CO作為煤初期自燃發(fā)火的標(biāo)志性氣體；
　?。?）2#煤層在常溫下甲烷和乙烷是同時(shí)存在，且在70℃以后兩個(gè)變化趨勢(shì)隨溫度的變化基本一致，70℃時(shí)檢測(cè)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(shí)存在，在40℃～

3、80℃之間變化趨勢(shì)隨溫度的變化大體相同，70℃時(shí)生成丙烷、100℃時(shí)生成己烷、120℃時(shí)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#煤層在不同位置的煤樣烷烴的變化趨勢(shì)不同：工作面煤樣在常溫下甲烷和乙烷是同時(shí)存在，且變化趨勢(shì)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(shí)在70℃出現(xiàn)而80℃時(shí)戊烷仍存在；工作面陷落柱煤樣常溫下甲烷和乙烷同時(shí)存在，隨著溫度逐漸升高CH4和C2

4、H6的變化趨勢(shì)基本一致，但是前期120度以前變化比較遲緩；70℃時(shí)生成丙烷，80℃和130℃時(shí)生成戊烷，90℃時(shí)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(shí)間的長(zhǎng)短，其自身氧化自燃的時(shí)間也會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)也受陷落柱的影響，長(zhǎng)期暴露在空氣中的前期氧化時(shí)間比較長(zhǎng)；
　　同時(shí)在煤礦現(xiàn)場(chǎng)采用礦用本安型紅外熱像儀和紅外測(cè)溫儀對(duì)巷道表面煤體進(jìn)行定期掃描，對(duì)溫度異常點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確定了煤自燃主要發(fā)生在