徐州矿区煤自燃标志性气体的研究

在分析徐州矿区20个工作面标志性气体实验数据的基础上，重点研究CO、C2H4、C2H6气体在煤氧化自燃过程中的变化规律，提出了煤自燃标志性气体与煤温间的定量关系和早期预测预报煤自然发火的指标。     

凤凰山矿煤自燃标志性气体优选研究

凤凰山矿采用Y型通风沿空留巷无煤柱开采,漏风规律复杂、漏风量大,属于自燃煤层,为了对煤炭自燃发火提前预测预报,采用自行研制的“煤自燃特性综合测试系统”进行试验研究,得到15#煤自燃以CO为主、C2H4和C2H2为辅的标志性气体体系,取得较好的效果。     

徐州矿区主采煤层自燃标志性气体研究

煤炭自燃的早期预报是矿井防灭火的重要组成部分,预测指标的优选及其指标值的确定是预测准确与否的关键。徐州矿务集团有限公司通过对各自燃煤层自燃标志性气体进行测定,突破了长期以来一直以一氧化碳作为煤层自燃标志性气体的局限,为采取针对性综合防灭火措施提供了科学依据,2004～2006年全公司连续3 a杜绝了煤层自然发火事故,取得了显著的安全、经济与社会效益。     

煤自燃指标气体产生规律及影响因素分析

在查阅了大量文献的基础上,对煤炭自燃指标气体展开了进一步的研究。通过煤自燃指标气体程序升温实验,研究了实验初始温度、程序升温速率、干空气流量、煤样粒度和煤样量等实验条件发生变化时,煤自燃程序升温实验中气体产生的规律。实验表明,初始温度是影响气体产生规律的关键因素,煤样质量和程序升温速率次之。此研究成果对煤炭自燃防治工作具有指导意义。     

煤自燃过程指标气体产生规律的系统研究

煤自燃过程指标气体广泛用于煤自燃情况的判定。利用程序升温对煤进行低温氧化的方法,对煤自燃过程指标气体产生规律进行系统研究和分析,发现煤低温氧化过程指标气体产生的主要规律有:不同指标气体开始出现的温度不一样;同一种指标气体在不同氧化活性的煤体中出现的温度不同;各种指标气体产生速率随温度上升而增大。并利用煤自燃过程产生自由基和逐步自活化反应的机理对煤自燃过程指标气体产生规律进行了科学合理的解释。     

保德煤矿煤自燃标志性气体的确定研究

通过对保德煤矿8#煤层煤样的标志性气体实验数据的分析,重点研究了气体产物规律及特性、标志性气体分析与优选、煤自燃临界氧气浓度等。结果表明,CO、C2H4和C3H6气体出现的临界温度分别在62℃、165℃和220℃左右;CO可以作为预测预报煤自然发火的指标气体;煤炭自然发火的临界氧气浓度为7.0%。     

徐州矿区主采煤层自燃标志性气体研宄

煤炭自燃的早期预报是矿井防灭火的重要组成部分,预测指标的优选及其指标值的确定是预测准确与否的关键.徐州矿务集团有限公司通过对各自燃煤层自燃标志性气体进行测定,突破了长期以来一直以一氧化碳作为煤层自燃标志性气体的局限,为采取针对性综合防灭火措施提供了科学依据.2004～2006年全公司连续3 a杜绝了煤层自然发火事故,取得了显著的安全、经济与社会效益.     

山西矿区煤自燃指标气体预测研究

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C2H4为主,并辅助参考C2H2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。     

煤样质量对煤自燃指标气体产生规律的影响研究

采用煤自燃综合测试系统对不同质量的煤样进行了程序升温氧化实验,研究了煤样产生自燃指标气体的初始温度变化情况,结果表明,煤样质量越大,指标气体产生的温度越低。通过对交叉点温度变化的研究得到,选取煤样质量5、20 g进行指标气体分析比较合适。通过红外光谱仪对不同质量的煤样进行了差谱分析,研究了煤样中活性基团的变化情况,即煤样质量越小,煤中活性基团变化越大,利于指标气体的产生;但煤样质量越小,低温下产生的气体量越少,存在检测困难的问题。最终通过实验获得,煤样质量20 g时为指标气体最佳实验条件。     

煤炭自燃标志性气体实验研究

通过理论分析、相似模拟实验和数值分析相结合的方法,运用自行研制的CSC-1200型自然发火实验平台,针对长城煤矿不同地点采取的煤样进行自然发火全过程的实验研究跟踪。研究逸出气体与自燃温度之间的变化规律,为判断采空区自燃状态提供了依据。     

德盛煤矿煤自燃标志性气体的实验与确定

不同煤质的煤在升温氧化过程中,会释放出不同成分和浓度的气体.根据这一特性,煤矿可选取适当的气体产物作为煤自燃的标志性气体进行监控.德盛煤矿利用"煤自燃特性综合测试系统"进行30～220℃的升温试验,结果发现2#和5#煤样中CO释放量随温度变化最为规律和稳定,并配合观测H2、C2H4或C2H6,对防范煤自燃有良好的效果.     

神东矿区煤炭自燃标志气体的红外光谱分析

针对煤氧化自燃过程生成的气体产物能够判断煤自燃的反应过程和机理以及在不同温度下生成的标志性气体可以判断煤自燃的严重程度的问题,采用红外光谱实验手段对神东矿区6个煤矿不同层位和不同工作面的12个煤样进行了研究。确定了煤样在不同温度下生成标志气体的规律及CO气体浓度随温度变化的规律,对预测预报煤的自然发火具有重要的理论和实际意义。     

煤自燃指标气体的吸附与浓缩规律

针对煤自燃指标气体在井下风流中浓度小而无法有效预报煤炭自燃程度的缺点,采用煤自燃指标气体的吸附浓缩实验系统,通过对煤样在不同温度条件下热解放出的烃类指标气体吸附浓缩前后检测结果分析,得出烃类指标气体的吸附浓缩规律,以及气体吸附浓缩后甲烷比、乙烷比、烯烷比与煤温的变化关系,使得相同温度下经吸附浓缩后可检测出的组分增多,且各组分气体检出的初始温度大幅降低,使检测出指标气体的初始温度平均提前了90 ℃左右,提高了各组分气体检测的灵敏度.     

煤自燃复合指标气体生成规律实验研究

复合指标气体受环境因素影响较小,能对矿井煤自燃的发生进行及时准确的预报。应用煤恒温氧化装置,模拟采空区蓄热环境,研究采空区遗煤发生氧化反应时指标气体的生成特性,实验选用不同粒径的官地矿焦煤煤样。研究结果表明,随温度增加,H_2/CH_4、O_2/(CO+CO_2)比值减小,CO/CO_2的比值增大,且温度超过80℃后,上述比值会发生剧烈变化。随煤样粒径减小,H_2/CH_4、CO/CO_2比值增大,O_2/(CO+CO_2)比值减小,粒径越小,比值变化趋势越明显。煤样在150℃温度下加热60 min后,复合指标气体比值变化率发生较大改变,这段时间是煤由快速氧化到自燃的关键时期。     

煤低温氧化标志性气体变化规律

利用煤在低温氧化过程中会产生一些氧化气体产物,而这些气体产物中有些可以作为指标气体,了解这些气体的变化规律可以有效的预报采空区煤炭的自然发火.通过对龙东煤矿7128工作面煤层的新鲜煤样和氧化煤样进行低温氧化实验对比,测量新鲜煤样和氧化煤样在不同的温度下产生的气体产物,结果表明:氧化煤样是新鲜煤样的延续,新鲜煤样和氧化煤样在进行低温氧化都能够产生CO,CO2,CH4,C3H8,C2H4,C2H6,C2H2,C4H10和iC4H10等氧化气体,但所产生气体时的温度不一.7煤在达到70℃后可将CO作为煤炭自燃早期预报的指标气体,C2H4可作为辅助指标气体.需要采用指标气体增长趋势与临界值共同预报采空区遗煤氧化情况.对煤的低温氧化实验规律研究可以用来对采空区内温度进行监测以防止煤炭自然发火.     

大面积采空区煤自燃环境下气体运移规律研究

大面积采空区漏风流场复杂、漏风规律不明确,一旦发生煤自燃,将威胁矿山安全。以山东省鲍店煤矿大面积采空区为例,通过现场观测和数值模拟等方法,研究大面积采空区温度场、气体渗流场和气体浓度场等复杂流场的动态变化和耦合关系,并分析煤自燃高温对大面积采空区气体运移的影响。结果表明：压力是诱导大面积采空区内部气体运移的直接动力;受热浮力作用影响,气体的流动方向发生改变,采空区底部的负压区域卷吸周边O₂向采空区上部的高压区域运移并积聚,扩大采空区氧化升温带范围并加速煤自燃;通过控制采空区漏风源风速,可以降低大面积采空区自燃风险,同时控制采空区深部有害气体涌出。     

实验模拟采空区煤自燃早期气体释放规律研究

为探究煤矿采空区煤自燃早期气体释放规律,预防采空区火灾,采用实验室模拟采空区不同氧浓度下煤氧化升温过程。实验设计煤样在17%、14%、12%、8%氧浓度气流下进行程序升温。研究结果表明:在220℃温度以下,煤体释放CO、CH4和CO2气体量与煤温成正相关,在12%氧浓度与14%氧浓度间煤的自燃能力被明显抑制;采用CO2/CO比值与煤体温度关系进行指数函数式拟合采空区煤自燃早期较为准确。     

温庄煤自燃指标气体产生规律及影响因素分析

针对温庄煤矿,搭建了煤自燃指标气体程序升温实验台,经对比实验找出了当实验初始温度、程序升温速率、干空气流量、煤样粒度和煤样量等实验条件发生变化时,对煤自燃程序升温实验中气体产生规律造成的影响。其中,初始温度是影响气体产生规律的关键因素,煤样质量和程序升温速率次之。     

孤岛综放工作面煤炭自燃标志性气体优选

利用氧化热解实验模拟装置针对新峪煤业公司5110孤岛综放工作面采空区煤样进行了研究,绘制了CO、CO2、C2H6、C2H4等气体浓度随温度的变化曲线。经过研究和分析,确定了CO和C2H4作为该矿采空区煤炭自燃的标志性气体预测指标,从而为掌握煤炭自燃规律和制定有效合理的煤炭自燃防治措施提供了依据。