煤自燃指标气体测试分析
 

摘要：通过煤自燃指标气体实验系统，对枣庄某矿煤自燃过程中产生的气体种类，以及气体出现与煤温度的对应关系进行了对比分析。并结合指标气体选择的一般原则，确定煤矿工作面煤层煤自燃指标气体的选择应以CO 为主，并辅助参考C2H4和C2H2 另外两个指标气体。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；实验分析

0 引言
大量的研究资料和表明，在煤氧化自燃过程中[1]，将产生一系列反映煤氧化和燃烧程度的指标气体，如CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C3H8、C2H2 等，且这些气体的产生的最低温度，以及气体生产量和煤温之间存在相应关系且因煤质不同而异。在煤矿中，当检测到这些气体的出现时，可作判断煤自燃发展的程度，为煤炭自燃火灾早期预报提供必要的前提条件，因此这些气体被称为指标气体。国内外普遍采用CO 作为煤层火灾预报的主要指标气体，英国的张伯伦、加拿大的范恩、日本的田代襄和苏联的邱图等人[2]，曾将不同煤种置于不同的温度下进行氧化实验，也一致认为CO 是煤自燃早期预测预报的良好指标。但由于从煤的低温氧化阶段直至着火燃烧阶段都能产生CO。为了解决CO 定量临界值难以确定的问题，国内外学者又提出了,增加以烷烯烃类气体作为辅助的预报指标气体。煤样升温实验表明，烷烯烃类气体涌出温度范围相对较窄,它与煤温的关系较明确。对与指导和预测煤自燃性具有一定的灵敏性和作用。总体来看，指标气体可分为两类[3]：①煤氧化所产生的气体成分；②煤氧化产生气体的浓度变化或气体之间的比值关系。目前常用的指标有CO、格雷哈姆系数、链烷比、C2H4、C2H2、C/H、烃指数等。

由于不同煤矿煤样之间存在个体差异，因此，对特定的煤矿煤层氧化燃烧过程产生的气体成分、浓度具有不同的规律，为了准确预报、预报煤炭自燃发火提供依据，选择何种指标气体，作为判断煤炭自燃阶段的监测参量，提高煤炭自燃预测、预报的可靠性，需要通过具体试验分析。本文对枣庄某矿12403 和16025 工作面煤层煤样进行煤自燃指标气体实验，就两个工作面煤层煤自燃实验过程产生的气体种类、指标气体的优选、气体与温度的关系进行分析、比较。

4 结论
通过对枣庄某个煤矿12403 和16025 工作面煤层进行煤自燃指标气体实验，实验过程中都规律的出现CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C3H8、C2H2 气体，生成量随煤温的升高基本呈指数上升趋势，且各个指标气体的出现和煤温有着相应的对应关系，CO 出现时的煤温度基本相同，都在50℃左右；且依据指标气体选择的原则，作为煤矿12403 和16025 工作面煤层煤自燃指标气体的选择应以CO 为主，并辅助参考C2H4 和C2H2 这两个指标气体。但由于C2H4 和C2H2 这两个指标气体是煤自燃发展过程中煤温升高产生的气体，只能在煤已经自热或自燃时才能检测到，而且气体产量较少，并随着风流流动[6]，因此，指标气体技术无法确定高温区域、自燃发展速度和趋势以及煤体可能达到的温度。所以，利用指标气体预报煤炭自燃中存在着缺陷，还需进一步的改进和完善。

[参考文献] (References)
[1] 王德明.矿井火灾学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.
[2] 任德惠，丁焜. 高沼气易燃煤层无煤柱开采[M].北京：煤炭工业出版社，1991.
[3] 罗海珠，钱国胤.各煤种自然发火标志气体指标研究[J].煤矿安全，2003：86-89.
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[5] 刘灿，董正坤，冯景.煤炭自燃火灾的指标气体及检测技术[J].陕西煤炭，2007（5）：8-9.
[6] 谢振华，金龙哲，刘向来，孙连胜.煤炭自燃预测预报技术及其应用[J].湘潭师范学院学报，2004（4）：59-62.