古山矿065-2煤层自燃特性与指标气体实验研究

通过对含丝炭层与不含丝炭层典型煤样的热重与热解实验,以活化能为煤自燃倾向性指标,研究古山矿065-2煤层自然发火特性;测定实验煤样在不同热解温度下CO、CH4、C2H4的浓度及浓度随温度的变化规律,结果表明:典型煤层氧化分解属一级化学反应,丝炭煤着火温度低、自然发火倾向性强,须重点监测和防治。在实验研究的基础上,结合指标气体选择的一般原则,建立以CO为主、C2H4为辅的自然发火指标气体体系,提高煤炭早期自燃预测、预报的准确度,以预防矿井发生火灾。     

潞宁3~#煤层自然发火指标气体分析与选择

本文通过对潞宁煤业3#煤层新鲜煤样进行实验室煤升温氧化实验,测定了其在不同热解温度下各种气体组分的发生量,分析了H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6等气体浓度随温度变化特性,得出了H2、CO、C2H4、C2H4/C2H6随温度变化的规律,选择出适合潞宁煤业3#层自然发火指标气体,为潞宁3#煤层自然发火火灾预测预报提供实验依据。     

煤炭自燃特性试验与应用研究

利用程序升温试验装置对新鲜煤样进行热解实验,测定了在不同温度下O2,CO,CO2及其他碳氢化合物的浓度,分析了气体浓度随温度的变化特性。讨论了预测、预报煤炭自燃发火的指标气体,得出了以CO作为核心指标气体,C2H4和C2H4/C2H6比值作为辅助指标气体的结论。以研究结果为依据,应用热电偶测温探头对7312-2采空区煤温进行实时监测并取得了很好的预测效果,可以比较准确地反映采空区煤炭自燃趋势。研究结果对提高煤炭早期自燃预测、预报的准确度和防止矿井火灾有重要指导意义。     

星村矿煤自燃预报气体指标优选

通过对星村矿煤样的"油浴"程序升温实验,模拟煤氧化热解过程,得到煤氧化热解气样各组分指标随热解温度变化情况.分析各个煤自燃预报气体指标在应用中的准确性后,选取以CO温升率、火灾系数R3为主要气体指标,以CO、C2H6、C2H4的浓度及火灾系数R2为辅助气体指标.并依据气体指标的临界值确定煤自燃阶段,对煤自燃防灭火工作及安全生产有一定的指导作用.     

煤层自燃标志气体及预报指标体系研究

通过对羊东矿和羊渠河煤矿2号煤层煤样进行自然发火程序升温试验,得到CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6和C3H8六种气体的浓度变化曲线。发现同一煤层不同区域煤的氧化自燃特性存在差异。分析确定了CO为羊东煤矿自然发火主要标志气体,CO2、CH4、C2H6和C3H8为辅助标志气体,C2H4、C2H2为确认指标标志气体。建立了羊东矿自然发火标志气体指标体系,并根据CO释放量,确定了羊东矿煤层氧化自燃标志气体判别参数,为该矿防治煤层自然发火安全技术措施的制定提供了可靠依据。     

虎峰煤业煤层自燃宏观特性实验研究

通过对同煤集团华盛虎峰煤业所采2#煤层煤样进行热重分析实验和程序升温氧化实验研究,确定了2#煤层自燃过程中各阶段的特征温度,得出升温氧化过程中各气体浓度随温度变化的规律,确定了以CO为主,C2H4、H2、C2H2为辅的煤层自燃指标气体预测预报体系,将特征温度与指标气体进行关联性分析,对煤自燃过程有了更深入地认识,掌握了虎峰煤业2#煤层自然发火宏观特性,为该矿煤自燃防治提供了科学依据。     

煤自燃预测预报指标性气体实验研究

针对某矿井煤柱自然发火严重的问题,设计了煤自燃低温阶段特征实验系统。取实验矿井残留煤柱、煤柱进风巷、煤柱回风巷3处煤样进行程序升温实验,测定煤低温氧化过程中在不同的特定温度点出口气体成分以及浓度。研究CO2、CO、CH4、C2H2浓度与煤样温度变化之间的规律。基于实验研究结果,确定了煤自燃预测预报的指标性气体为CO,辅助性的指标气体为C2H2,本研究对建立煤自燃预测预报体系具有参考价值。     

煤自燃氧化升温过程特性参数及标志气体研究

为了预防任楼煤矿52煤层自然发火,做好煤自燃发展程度的前期预测,准确预报工作,采用煤自燃程序升温试验,测试分析了52煤层煤样的耗氧速率、CO、CO2和CH4产生率等特性参数变化规律,以及CO、CH4、C2 H6、C2 H4等气体随煤温变化规律,确定了煤自燃标志气体.结果表明:52煤层煤样耗氧速率、CO、CO2和CH4产...     

西铭矿煤层自然发火早期预测预报研究

通过对西铭矿3 #煤样的热解实验,得到煤在热解过程中生成的气体与煤温之间的关系,利用分析结果对西铭矿33605工作面进行了自然发火的预测预报,结果表明,以CO作为首选指标性气体,并辅以C2H4、C3H8、C2H2来掌握煤炭自燃情况效果良好;CO的出现说明煤已经发生氧化反应,C2H4、C3H8出现表明煤已开始剧烈氧化,C2H2的出现说明煤温已经超过180℃.     

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。     

色谱分析在煤层发火早期发现技术中的应用

本文先采用色谱-质谱联用仪定性分析了南桐煤矿三井2402煤层的煤样,在不同温度下煤炭释放出的气体组分,并用气相色谱仪测定了O_2、N_2、CH_4、CO、CO_2、C_2H_4的含量,论证了CO、C_2H_4、作为煤层自燃发火早期发现的指标气体。该指标气体,对预报井下煤炭自然发火状况,对安全生产和煤炭的开采均具有重要意义。     

潞宁矿区2~#煤层自燃指标气体优选的试验研究

以潞宁矿2#煤层煤样为研究对象,通过程序升温试验,研究不同气体在煤氧化过程中的变化规律,具体分析了CO、C2H4、CO/CO2体积分数随温度变化特性。试验结果表明:潞宁矿区2#煤层煤产生CO的临界温度为30℃,从80℃开始CO体积分数呈持续稳定上升趋势,C2H4出现的温度为160℃左右,CO/CO2体积分数比从80℃时生成速率迅速增加。因监测中难以准确分析气体在采空区的真实体积分数,所以同一组气样体积分数比对于预测煤自燃具有重要意义。因此,潞宁矿区2#煤层检测煤炭自燃的标志气体应以CO为主,CO/CO2为辅。当煤温达30℃时,应加强CO体积分数监测;当CO体积分数达1.8×10-5,CO/CO2体积分数比为1时,应发出煤炭自燃预警并采取有效的防灭火措施。     

顾北煤矿煤自燃试验及早期多级预警技术

为了做好顾北煤矿煤自然发火防治工作,建立适用于顾北煤矿的煤自燃早期预警体系,提前分析顾北煤矿存在的煤自燃问题,以顾北煤矿13121工作面煤样为研究对象,进行煤自然发火试验,分析试验气体产物及各指标气体比值随温度变化规律,确定煤自燃指标气体及其临界值。试验结果表明,不同特征温度下对应的气体表征参数存在突然变化;结合试验数据分析得到CO、C₂H₄、C₂H₄/C₂H₆能够作为主要预测指标气体。最终结合煤自燃指标气体及临界值,提出适用于顾北煤矿的多预警级别的煤自燃分级预警指标体系,为煤自然发火预测预报提供了理论依据,对安全生产具有一定指导意义。     

采空区煤自燃引爆瓦斯的机理及控制技术

为有效防治高瓦斯易自燃矿井煤自燃引发瓦斯爆炸的难题,实验研究了CH₄与煤自燃火灾主要气体CO的混合气体的爆炸浓度范围及爆炸危险度,理论分析了煤自燃引爆瓦斯的可能发生区域和参与过程.结果表明,在高瓦斯易自燃矿井采空区内,当CH₄气体中混入大量CO,则混合气体的爆炸浓度上、下限的范围大大增加,爆炸危险度增大;同时,在煤自燃产生的火风压作用下,在发火区与非发火区之间不断形成CH₄,CO与新鲜空气的充分混合和热量的对流交换,导致瓦斯爆炸事故的发生.最后提出了采用大流量高品质的含N2三相泡沫来防治煤自燃引爆瓦斯的新技术.     

CO_2对煤升温氧化燃烧特性的影响

为了掌握CO2气体防治煤自燃的特性,采用TG-DSC联用分析系统测定煤样在不同CO2体积分数、不同升温速率时反应引起的质量、能量变化,研究CO2对煤升温氧化燃烧过程的影响。通过分析煤升温氧化燃烧过程的TG-DSC曲线,确定了煤氧化燃烧过程的特征温度变化规律,实验表明:煤样变质程度越高,TG曲线越向温度高的方向移动;特征温度T1,T2,T3在不同CO2/空气混合条件下失重曲线差异较小,在失重温度T4时,CO2体积分数越大,其TG,DTG曲线差异越大,着火温度、质量变化速率最大温度点及燃烬温度点延后。CO2体积分数影响了煤样放热强度,CO2体积分数越低,DSC曲线越陡,放热强度越高;CO2体积分数越高,曲线平缓,放热量小,燃烧点放热峰向高温区移动,反应得到了抑制。通过动力学分析计算得出:煤样在空气氛围下的活化能和频率因子均大于在通入CO2气体后,随着CO2体积分数的升高,表观活化能和指前因子减小速度加快,但反应速率常数也减小,表明CO2抑制了煤的氧化燃烧。     

平朔矿区煤自然发火指标气体选择的试验研究

以平朔矿区4个煤层煤样为研究对象,利用程序升温试验重点研究CO、C2H4、H2气体在煤氧化自燃过程中的变化规律,同时也对同一矿井的不同煤层、同一煤层不同矿井的气体变化规律进行了对比分析。试验结果表明：平朔煤产生c0的临界温度为60—70℃,C2H4出现的温度为120℃左右,H2生成的临界温度为90℃,且生成量随煤温的上升呈先增大后减小的变化趋势。因此,平朔矿区检测煤炭自燃的标志气体应以CO和C2H4为主、H2为辅。     

CO_2与N_2抑制煤炭氧化自燃对比实验研究

在分析CO2与N2抑制煤层自燃氧化机理的基础上,将兴隆庄矿煤样分别通入CO2和N2气体惰化12h后,利用油浴程序升温实验系统对比分析程序升温实验过程中煤样CO产生率和耗氧速率等参数变化特征。实验表明:吸附CO2气体的煤样在脱附完成后CO的产生量小;煤样中吸附的CO2煤体随温度升高脱附量越大,当煤体温度达到140℃以上时,基本完全脱附,随后煤自燃特性与未吸附的煤样基本一致;在干裂温度下,煤样吸附CO2后比吸附N2煤样CO产生量和耗氧速率小,CO2比N2抑制煤样自燃效果更好。     

基于BP神经网络的煤自燃温度预测研究

为了研究煤在氧化升温过程中CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4等气体对温度的反馈作用,并通过各气体的数据准确预测煤自燃的温度。以赵楼煤矿为背景,采集部分煤样,放入煤自然发火实验炉中,通过数控程序系统,模拟煤自然发火时的漏风强度和供氧量,收集指标气体和温度等相关数据。采用气体成分分析法和神经网络算法建立BP神经网络预测模型,选取CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4气体浓度作为神经网络的输入层,煤温作为输出层,设置8个隐含层神经元对煤自燃情况进行预测。结果表明：经过训练后,预测温度与实际温度基本吻合,误差控制在0～0.00065,该预测模型的建立对于矿井煤自燃早期预报有着极其重要的指导意义。     

珲春地区高瓦斯矿井煤自然发火标志气体研究

为了探究珲春地区高瓦斯矿井煤自然发火情况,选取该地区板石煤矿22、23a和八连城煤矿18#、26#共4个煤层进行程序升温特性实验,分析了CO及烃类气体产生量随温度的变化规律,优选自然发火标志气体,测算煤自燃临界温度。结果表明,板石22、23a和八连城18#、26#四个煤层的自燃临界温度分别为101.0℃、97.6℃、121.0℃、169.1℃。CO和C2H4的初现温度大约在30℃与80～120℃,且产生量随温度单调递增,可作为煤自燃预测预报的主要参考指标|而同时,为了保证检测的全面与准确,还可以将规律性良好的其他烃类气体、烯烷比和链烷比进行辅助参考。     

新疆和丰沙吉海矿区主采煤层自然发火特性研究

为了研究新疆和丰沙吉海矿区主采煤层自燃氧化特性,利用程序升温氧化试验装置,研究了不同煤样自燃临界温度、煤自燃特征气体浓度随温度的变化规律,根据试验数据,计算了各煤样不同氧化阶段的温度耗氧速率和放热速率。研究表明:沙吉海矿区煤层不同升温氧化阶段耗氧速率可分为2个阶段,所确定的煤层自燃氧化规律,可为判定煤层自燃氧化的临界温度提供依据。