乌达矿区煤自燃预测标志气体研究

为遴选预测煤自燃进程的标志气体,采集了乌达矿区6个具有代表性的煤样.在实验室开展煤升温氧化气体产物的测定实验,主要测试了煤样在升温氧化条件下各种气体组分的发生量.根据各种气体组分的发生量及最低检测温度,确定了乌达矿区煤自燃预测预报的标志气体,为该矿区煤自燃火灾的预测预报提供了实验依据,对矿区的安全生产具有较好的指导作用.     

煤粒径对气体产生规律和自燃倾向性影响研究

应用程序升温实验系统,对沙曲煤矿24305和25301两个采煤工作面进行了不同粒径煤样的程序升温实验,研究不同粒径煤样升温氧化过程中O_2、CO、CO_2、CH_4、C_2H_4、C_2H_6和C_3H_8等气体的产生规律,并计算了不同粒径煤样的耗氧速度和自燃倾向性判定指数。研究结果表明,煤样粒径越小,对氧气的吸附能力越强,耗氧量也越大;随煤样温度的上升,不同粒径煤样的耗氧速度和标志气体体积分数均由缓慢增加变为急剧增加,且煤样粒径越小其变化趋势越明显;煤样粒径越小,煤样的临界温度和干裂温度越低,煤的自燃性越强。     

立体瓦斯抽采条件下煤自燃预测预报标志气体的优化选择

结合义马煤业集团耿村煤矿工作面立体瓦斯抽采的实际情况,通过低温氧化试验,参照标志气体优选原则,确定CO,C2H4作为主要标志气体指标,C2H6作为辅助指标,并定量出采空区CO体积分数的临界值,建立了耿村矿23号煤层自燃预测预报标志气体体系.同时为克服采空区气体抽样的困难,推导出高抽巷气体成分与采空区气体成分间的关系,利用高抽巷的气体成分预测采空区浮煤的自然发火.     

煤炭自燃标志性气体预测指标的实验研究

设计并研制了氧化热解实验模拟装置，通过对峰峰矿区小屯矿工作面采空区煤样的氧化热解模拟实验，绘制了各氧化热解气体CO2、O2、C2H6和CO等气体浓度随温度的变化曲线，并对其分析找出了该矿采空区煤炭自燃的标志性气体预测指标，从而为掌握工作面采空区煤炭自燃的规律和制定有效合理的煤炭自燃发火的防治措施提供依据，为煤矿的高效生产提供安全保障。     

高硫自燃煤层低温氧化气体衍生规律研究

煤炭氧化后,随着氧化进程的不同将依次释放出各种气体,这些气体的出现及释放量能准确反映煤炭氧化自燃程度.利用煤氧化升温实验装置,研究了王台矿15号煤层煤自燃氧化特性,以及自燃升温过程中产生氧化气体和碳氢类气体随温度的变化规律.确定了15号煤自燃指标气体,并进行了详细分析,所得结果能够指导煤自燃的早期预测预报与防治工作.     

煤炭自燃标志性气体预测指标的实验研究

设计并研制了氧化热解实验模拟装置,通过对峰峰矿区小屯矿工作面采空区煤样的氧化热解模拟实验,绘制了各氧化热解气体CO2、O2、C2H6和CO等气体浓度随温度的变化曲线,并对其分析找出了该矿采空区煤炭自燃的标志性气体预测指标,从而为掌握工作面采空区煤炭自燃的规律和制定有效合理的煤炭自燃发火的防治措施提供依据,为煤矿的高效生产提供安全保障。     

绝热氧化法研究煤的自燃特性

介绍了一种绝热氧化实验设备及其实验方法，利用该设备测试了3种煤样的低温氧化自热升温过程，成功实现了100g左右小煤样的煤自然发火过程模拟试验研究，获得了煤在绝热状态下的氧化升温曲线，建立了煤的绝热氧化产热量计算的数学模型，对实验过程中煤在绝热条件下的氧化产热量进行了计算，获得了不同温度段煤的绝热氧化升温速率和产热速率。     

基于活化能的煤自燃倾向性研究

对国内外主要煤自燃倾向性鉴定方法进行了分析和评价，指出了我国现行的煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法的不足之处，同时给出了煤自燃倾向性鉴定标准的基本原则．在煤自燃动力学基本方程基础上得到了煤绝热氧化方程，并设计了相应绝热氧化实验装置．通过理论和实验研宄，提出了能够反应煤自燃关键阶段，即低温氧化阶段动力学参数活化能E作为煤自燃倾向性鉴定指标，并测试了3个典型煤样的低温氧化活化能E．最后，通过现场煤自燃发火期与煤物理吸附氧量和低温氧化活化能E的对比，对该指标的实用性和科学性进行了检验．     

煤自燃大分子量气态产物生成规律研究

除了常见的煤自燃预报标志气体外,煤在低温氧化过程中会生成许多分子量相对较大的气态产物,这些尚未被人们关注的大分子量气态产物同样携带着能够反映煤自燃进程的关键信息.为了探究煤自燃过程中大分子量气态产物的生成规律,使用气相色谱分析技术对煤低温氧化和热解过程中生成的气态产物进行检测.结果表明：在煤的低温氧化和热解过程中共检测到19种大分子量气态产物,包括16种C₄～C₇烃类化合物和3种醛酮类化合物,绝大部分大分子量气态产物的体积分数随煤温升高表现出规律性的增长趋势;煤氧化过程中大分子量气态产物的生成量高于热解过程,且仅在煤的氧化过程中检测到了醛酮类气态产物,说明醛酮类气态产物仅来源于煤的氧化反应;煤自燃大分子量气态产物的初始出现温度能有效填补使用常规标志气体时存在的预报空白区间.采用原位红外光谱分析技术分析了煤氧化过程中活性基团的变化规律,发现烃类基团的含量在煤温达到110℃后表现出明显的减少趋势,而含氧官能团的含量在煤氧化前期增长缓慢,当温度达到150℃后其增长速率明显增大.使用灰色关联分析法分析了煤氧化过程中大分子量气态产物与活性基团之间的关联...     

粒径对煤氧化升温进程影响的试验研究

为研究粒径对煤氧化升温进程的影响,利用程序升温试验系统,分析潞安集团李阳煤矿15号煤层5种不同粒径煤样氧化升温进程中O_2,CO,C_2H_4等气体的生成规律,并计算了不同粒径煤样的耗氧速率和CO,CO_2,C_2H_4气体的产生速率以及煤自燃倾向性判定指数。结果表明:该煤层自燃临界温度约80℃,干裂温度约135℃,气体产生速率临界温度约160℃;从试验初期到干裂温度段,各煤样气体生成总量变化不大,超过干裂温度后,气体生成量变化幅度增大;煤样在超过气体产生速率临界温度后,各气体的产生速率开始有较大幅度增加,且粒径越小的煤样气体产生速率的变化幅度越大;随着煤样粒径的减小,煤样和O_2反应面积增大,交叉点温度相应降低,煤样粒径对煤自燃倾向性有明显影响。     

Oxidation kinetics regularity in spontaneous combustion of gas coal

In order to investigate the oxidation kinetics of gas coal at low temperatures, we derived a rate equation of oxygen consumption during low-temperature oxidation of gas coal and deduced an E-c equation, expressing the relation between active energy E and oxygen concentration c. The reaction order n and active energy E were calculated with this equation based on experiments of static oxygen consumption tests. In addition, we proved the rationality of the E-c equation using a kinetic compensation effect and obtained the isokinetic temperature Tc. The results show that: 1) the gas coal oxidizes easily with increasing temperature and the oxidation tends to be spontaneous at higher temperatures; 2) the oxygen concentration c affects oxygen consumption very much at lower temperatures but has only a small effect at higher temperatures; 3) the isokinetic temperature Tc was 127 ℃ which has been experimentally validated as the key turning point during low-temperature spontaneous combustion of gas coal.     

铁厂沟煤矿瓦斯地质规律研究

根据矿区大地构造位置、构造演化和区域构造应力场的特点,总结和分析了铁厂沟煤矿构造特征及其对煤层瓦斯的控制作用,确定了瓦斯含量与煤层埋深的正相关关系,提出了煤层埋深是铁厂沟煤矿煤层瓦斯赋存的区域主控因素,压性或压扭性断裂附近是瓦斯灾害局部防治的重点,对铁厂沟煤矿以及具有相似地质条件的煤矿瓦斯治理工作具有指导意义.     

高瓦斯矿井高冒区遗煤自燃综合防治技术

从岩石力学角度分析了断层高冒区形成的原因,以传热传质理论为基础,探讨了高冒区遗煤自燃原因.在此基础上结合平煤十三矿13081工作面煤巷高冒区自然发火情况,分析了注浆、封堵漏风通道、注氮等几种灭火技术综合作用下的灭火效果.通过综合灭火技术的实施,CO等标志性气体迅速下降,直至消失.实践证明,在治理高冒区遗煤自燃时,应用综合灭火防治技术是可行的.     

高瓦斯矿井一次采全高综采工作面瓦斯治理

介绍了晋城矿区寺河矿高瓦斯矿井一次采全高工作面瓦斯治理方法和瓦斯利用情况,提出了高瓦斯矿井一次采全高工作面瓦斯治理途径和技术,指出高瓦斯矿井高产高效、安全生产的根本出路在于提高瓦斯抽放率,加强瓦斯利用,进而提高矿井的综合效益.     

高瓦斯矿井一次采全高综采工作面瓦斯治理

介绍了晋城矿区寺河矿高瓦斯矿井一次采全高工作面瓦斯治理方法和瓦斯利用情况,提出了高瓦斯矿井一次采全高工作面瓦斯治理途径和技术,指出高瓦斯矿井高产高效、安全生产的根本出路在于提高瓦斯抽放率,加强瓦斯利用,进而提高矿井的综合效益.     

自燃采空区注氮过程标志性气体分布特征研究

在高瓦斯自燃煤层采空区采取高抽加尾巷排放瓦斯的立体抽放方式时,为避免采空区发生自燃,对采空区进行注N2防火．以华晋焦煤有限责任公司沙曲矿15201工作面为例,在确定采空区自燃三带划分标准的基础上,通过埋管测试方法,研究采空区注N2前后采空区N2和O2分布状态,以及采空区N2运移规律．结果表明,注N2后,注入N2与采空区原有气体混合,气体在采空区漏风压与注N2压力共同作用下运移．N2影响区内O2体积分数下降,氧化带范围缩小,降低了工作面自燃的危险程度．为工作面优化注N2参数和提高注N2防灭火效果提供了参考．