煤层自然发火指标气体研究

为研究石港煤矿14#,15#煤层煤自燃进程的标志气体,在实验室开展煤氧化升温气体产物的测定实验,主要检测了煤样在氧化升温条件下各种气体组分的发生浓度,对产生气体量随温度的变化曲线进行了深入细致的研究。根据各种气体组分的发生量及最低检测温度,确定了石港煤矿14#,15#煤层的煤自燃预测预报标志气体和煤自燃标志气体生成量的拟合曲线,为该矿煤自燃火灾的预测预报提供了实验依据。     

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.     

煤自燃指标气体与特征温度的对应关系研究

对兖州矿区煤样进行热重分析,划分出相应的7个特征温度区,并利用15 t特大型煤自然发火试验台对煤样自燃过程进行试验模拟,得出煤自燃过程中相应的指标气体,建立了煤自燃指标气体与特征温度的对应关系,为井下煤自燃的早期预测预报奠定了基础,并能对煤自燃机理进行更深一步的研究.     

预报煤自燃的气体指标优选试验研究

通过煤自燃程序升温试验对峁底煤矿预报煤自燃气体指标进行试验研究,利用试验得到煤氧化热解过程中各阶段的气体组分和浓度,通过格氏火灾系数和链烷比等方法对试验所得数据进行处理分析,依据指标气体优选原则,选取CO浓度、第二火灾系数R2、链烷比φ(C2H6)/φ(CH4)作为判断峁底煤矿煤自燃的主要气体指标;以CH4浓度、C2H4浓度、C2H6浓度、第一火灾系数R1和第三火灾系数R3以及烯烷比作为辅助气体指标;峁底煤矿煤样的自燃临界温度为60~70℃,干裂温度为110~130℃。该方法对于快速有效判断煤炭自燃阶段和程度,预测预报煤层自燃有一定的指导作用。     

煤矿采空区自然发火多参数监测系统研究

提出采用气体分析法和测温法相结合来监测煤自燃特征信息的方法,针对采空区煤自燃特征信息特点,研发了采空区无线自组网温度监测系统,并集成煤自燃束管监测系统和安全监控系统系统,构成可对矿井采空区不同位置指标气体和温度同时实时监测的新型煤矿采空区自然发火多参数监测系统。重点在监测方法、系统集成、关键单元的设计和监测方案等方面进行了研究,该系统的研究对于早期发现矿井采空区浮煤自燃隐患,判断自燃危险程度,确定自燃危险区域提供可靠依据。     

江油电厂存煤自然发火标志气体研究及应用

通过煤样自然发火标志气体测试试验及热重分析试验,应用所得的TG曲线反映了煤氧复合的物理吸附、化学吸附和化学反应过程,研究了江油电厂存煤煤样自燃过程中产生的标志气体的变化规律及煤样自燃过程中的特征温度。分析了煤自燃不同阶段标志气体产生的原因,确定了电厂存煤的标志气体及其指标,为有效防止电厂存煤的自燃提供了依据。实际的监测数据表明,通过监测电厂存煤自然发火标志气体浓度的变化情况可以有效判断存储煤堆的自燃情况。     

回采工作面气体浓度分布统计规律

煤自燃是影响矿井安全生产的主要灾害,而指标气体是预警煤自燃最有效的参数之一。为了掌握采空区气体浓度分布特征,为煤自燃预警提供数据支撑,本文基于统计学理论研究了采空区气体的分布特征,并利用小波变换分析了采空区CO浓度变化的周期性。研究结果表明:采空区内的O_2浓度服从正态分布,CO浓度服从对数正态分布;相同盘区的采空区煤自燃"三带"分布具有相似性,且进风侧漏风带宽度大于回风侧约10m,氧化带宽度比漏风带宽20～30m;采空区CO浓度具有显著的周期性,存在第一主周期和第二主周期,且在第一主周期内,CO浓度变化符合"高-低-高"的分布特征,其分布周期与工作面周期来压时长相同。该研究结果对掌握采空区气体分布规律及煤自燃预警具有重要的工程意义。     

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。     

运用多指标气体体系分析煤层自燃氧化性

为了掌握青东煤矿主采煤层7煤层煤炭自燃氧化程度,并能够及时对该煤层自燃情况进行较为准确的预报预测,防治煤炭自燃灾害的发生,通过对该矿所采煤样进行实验室煤炭自燃氧化模拟实验,在全面系统分析实验数据的基础上,并结合其煤种特征,运用了CO、C2H4、Graham指数、烯烷比多种指标气体体系对该矿主采煤层自燃氧化特性进行了分析研究,确定了各指标气体与煤层自燃氧化程度的对应关系。     

煤炭自燃预测指标气体的试验研究

利用自行设计的煤炭自燃热解实验装置 ,研究了煤炭自燃氧化特性及自燃升温过程中产生氧化气体和碳氢类气体解吸涌出规律 ,在此基础上确定了谢桥矿煤炭自燃预报的指标气体