豹子沟矿9号煤层自燃指标性气体优选实验研究

为了提高煤层氧化释放的指标性气体预测煤层自燃可靠性,利用煤自然发火气体产物实验装置,对豹子沟煤矿9号煤层煤样氧化过程进行模拟,重点研究氧化过程中气体产物的生成规律及特性、标志性气体分析与优选、煤自燃临界氧气浓度等。研究结果表明,CO、C_2H_4和C_3H_6气体出现的临界温度分别在61℃、159℃和210℃左右;CO是煤样氧化过程中出现最早、且贯穿整个氧化过程的预测煤层自然发火的最佳指标气体;煤炭自然发火的临界氧气浓度为7.0%。     

紫晟煤矿2号煤层自燃指标性气体优选实验研究

为了科学合理地预测煤层自燃,利用煤自然发火气体产物实验装置模拟紫晟煤矿2号煤层煤样氧化过程,着重研究了氧化过程中气体产物的生成规律及特性,并对自燃指标性气体进行分析与优选。研究结果表明:CO、C2H4、C3H6气体出现的临界温度分别在59、162、212℃左右,CO可以作为预测煤层自然发火的指标气体;确定了煤自燃临界氧气浓度为7.0%。     

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%。     

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。     

典型整合矿井煤自燃标志气体判定

针对马营煤矿开采区内被原小煤矿破坏的区块数量多,漏风严重等典型整合矿井出现的问题,选取9号煤层煤样进行了煤自然发火气体产物模拟试验,分析了CO、烯烃、烷烃、炔烃的产生规律,进行了煤自燃预测预报技术研究。结果表明:CO出现在61℃左右,预测的温度范围在61~175℃;C2H4出现在165℃左右,标志着煤进入加速氧化阶段;C3H6出现在216℃左右,标志着煤进入激烈氧化阶段;C2H2产生在486℃左右,表明煤已出现明火或阴燃,采取措施时须谨慎。φ(C2H4)/φ(C2H6)可以作为预测煤自然发火进程的标志气体,φ(C3H8)/φ(C2H6)可以作为辅助标志。     

新疆弱粘煤自然发火标志性气体试验研究

为了掌握新疆浅埋、急倾斜弱粘煤层的上分层和本层采空区自然发火标志性气体生成规律,选取乌东煤矿弱粘煤样品进行程序控制升温试验研究,分析CO、烯烃、炔烃、烷烃及其比值的生成规律,以此确定煤自燃的临界温度和自燃预测指标。结果表明:CO出现的临界温度在25℃左右,标志着煤开始自燃氧化反应;C2H4出现的临界温度在106℃左右,标志着煤进入加速氧化阶段;C2H2出现的临界温度在348℃左右,标志着煤进入燃烧或阴燃阶段。CO、C2H4、C2H2气体作为煤自然发火的标志性气体,C2H4/C2H6作为煤自燃氧化的辅助标气。     

林南仓矿煤自燃指标气体的优化选择

煤自然发火是矿井重大危险源之一。通过煤升温氧化实验,测定了升温过程中的指标气体,采用气体比值法消除风量及煤层赋存对CO的影响,选择了适合林南仓矿自然发火预测预报的指标,确定40℃~70℃预测指标采用CO2/CO作为主要预测指标,CO指标作为辅助指标;70℃~100℃阶段采用CO2/CO指标辅以C2H4进行预测;100℃以上采用C2H4/C2H6辅以CO2/CO进行预测。现场试验表明,该指标体系预测精度比传统的CO、C2H4、C2H2定性指标更为准确。     

自然发火标志气体实验分析及优化选择

为了更好的预报预测东欢坨煤矿自然发火,通过综合分析选取的4个典型煤样的C0,C2H4,C2H6等气体的检出温度,对比指标气体优选原则,研究和分析了东欢坨煤矿实验检出气体和煤样的自燃氧化结果.结果表明,东欢坨矿CO出现的临界温度值为50℃,而且在110℃左右气体产生量呈现单调递增趋势.因而,在50～350℃之间,选择一氧化碳作为预测预报煤炭自燃的标志气体是可行的,并分析了其它气体的缺点.由于东欢坨煤矿煤层中赋存有CO,因此,在利用CO作为预报预测自然发火标志气体和采空区密闭内取样分析时,必须进行修正,可采用CO含量差值法和Ico来消除环境因素和风量的影响,以便更好的预测预报煤炭自然发火和分析火区燃烧状况,对同类矿山的防火工作也有一定的指导意义.     

阳湾沟煤矿自燃标志气体及其指标体系的实验研究

 阳湾沟煤矿所开采的6号煤层属于Ⅰ类容易自燃煤层。通过对阳湾沟煤矿6号煤层煤样进行自然发火程序升温试验,得到CO浓度,CH4浓度,C2H4浓度、C2H6浓度和耗氧速度变化曲线,通过分析确定CO为阳湾沟煤矿自然发火主要标志气体,C2H4和C2H6为辅助标志气体,基于此建立阳湾沟自然发火标志气体指标体系,并根据CO释放量,确定了阳湾沟煤矿氧化自燃标志气体判别参数,为防治阳湾沟煤矿综放工作面采空区自然发火安全技术措施提供了可靠依据。     

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。     

朱家店煤矿4~#煤自燃指标气体优选实验研究

通过现场采集朱家店煤矿4#煤层煤样,利用程序升温试验装置和气相色谱仪,研究了CO、CO2、C2H4等气体在煤氧化自燃过程中产生和变化规律,分析了φ(C2H4)/φ(C2H6)、φ(C3H8)/φ(C2H6)等烯烷比及链烷比曲线。试验证明:4#煤自燃临界温度为60～70℃,干裂临界温度为90～110℃;煤样程序升温过程中,90～110℃以后,耗氧速率及放热强度急速增加。CO、C2H4、C3H8可以作为4#煤层煤自燃指标气体,φ(CH4)、φ(C2H4)/φ(C3H8)、φ(C2H4)/φ(C2H6)为辅助指标,为朱家店矿防灭火技术应用和火灾监测及预警提供了理论支撑。     

保德煤矿81305综放工作面煤的自燃特性及防治技术研究

为了解和掌握保德煤矿8号煤层自然发火规律,以81305综放工作面为研究对象,进行煤样升温氧化实验,得出8号煤层自燃指标性气体为CO、C2H4。通过现场实测采空区气体变化规律结合数值模拟,得出81305工作面采空区自燃氧化带的范围为:进风侧200~350 m;工作面中部220~400 m;回风侧100~220 m。计算出预防采空区自燃的工作面最安全的推进速度为61.71 m/月。并提出了保德煤矿8号煤层不同开采时期采空区自然发火防治措施。     

羊场湾矿2号煤层自燃指标气体及其阈值研究

为研究羊场湾煤矿2号煤层自燃预测预报指标体系,采用程序升温方法测试了不同粒径实验煤样在氧化过程中气体产生规律,确定了煤样自燃的气体指标及其临界值。结果表明:CO/CO₂值可以作为煤自燃低温阶段的主要指标,ΔCO/ΔO₂值为辅助指标,C₂H₄在煤温达到90 ℃后出现,可以作为煤自燃进入高温阶段的指标气体,ΔCO/ΔO₂值可以作为煤自燃高温阶段指标。研究结果为羊场湾煤矿2号煤层自燃预测预报及主动防控提供了依据。     

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℃.     

双马煤矿4-1煤层自然发火标志气体及临界值研究

双马煤矿主采煤层具有自然发火期短、易自燃等特征,为确定合理的煤自然发火预测预报指标,以该矿主采的4-1煤层为研究对象,采用实验分析、现场测试和统计分析等方法,对4-1煤层自然发火标志气体及临界值进行了研究。根据4-1煤层煤样氧化实验与现场实际观测,优选出4-1煤层自然发火标志气体,确定了综采工作面上隅角CO体积分数安全管理值及自燃临界值。在此基础上,建立了煤层自然发火分级预警响应与防灭火技术管理体系。结果表明：CO、C₂H₄、C₂H₂、C₃H₈是双马煤矿4-1煤层自然发火标志性气体;Ⅰ0104₁05工作面上隅角CO体积分数安全管理值为60×10^-6,自燃临界值为430×10^-6;对应建立了煤层自然发火蓝色(Ⅰ级)、黄色(Ⅱ级)、橙色(Ⅲ级)、红色(Ⅳ级)4级预警响应体系。     

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。     

海域开采自然发火规律研究

为了保障海域煤层的安全回采,采用实验分析和现场测定的方法对北皂煤矿海域煤层自燃指标气体、H2103综放工作面采空区自燃"三带"和H2106两巷壁后煤体氧化规律进行了研究。得知:应以CO,C2H4作为海域自然发火的主要气体指标,海域综放面采空区内部可能自燃范围为3.8～27.15m,海域综掘面两巷的顶板冒落区和破碎区是煤体自燃防范的重点。     

许疃煤矿煤炭自燃指标气体优选与应用

为了有效预防许疃煤矿3₂38工作面采空区遗煤自燃,通过采集该工作面煤样进行煤自燃倾向性测试和低温氧化试验分析,优选出预测煤自燃指标气体：煤温在20~100 ℃时,以CO作为指标气体;煤温在100~150 ℃时,以C₂H₆作为指标气体;煤温在150 ℃以上时,以C₃H₈作为指标气体,并以链烷比作为辅助指标参数。根据测试结果,采用插值拟合方法,得到各指标气体体积分数与温度之间的函数关系式。基于所建立的拟合函数关系式,通过检测煤体温度,可以计算出CO、C₂H₆及C₃H₈的体积分数,用于推测采空区自燃状况。现场应用结果表明,采空区遗煤自燃预测效果良好。     

我国煤矿火灾防治技术的现代发展与应用

煤层自燃引发的煤矿火灾严重影响煤矿安全生产。为提前做好煤层自燃预测预防工作,以龙滩煤矿3122S回采工作面为研究对象,结合实验室煤自燃实验和现场标志性气体测试,对3122S回采工作面煤层自燃标志性气体临界值进行确定。通过煤样程序升温氧化实验,得到煤自燃产生的各气体浓度随温度变化规律,确定选取CO、乙烯C₂H₄为主要标志性气体;根据模糊统计数学方法计算出3122S回采工作面煤层煤样自燃临界温度为87 ℃;拟合现场实测的CO质量浓度和温度,代入煤样自燃临界温度计算得到标志性气体CO质量浓度临界值为88.50 mg/L,C₂H₄质量浓度临界值根据实验所测为0.90 mg/L。根据现场监测的标志性气体的临界值和温度双重预防煤自燃引发的火灾。

     

高瓦斯易自燃综放面采空区内因火灾防控

为解决建北煤矿高瓦斯煤层自然发火早期精准预测预报的难题,以该矿4204工作面煤层为研究对象,利用程序升温实验重点分析不同粒径煤样在升温氧化过程中CO、CO₂、C₂H₆、C₂H₄等气体体积分数的变化规律,通过格氏火灾系数等方法进行处理分析。结果表明,建北煤矿煤样出现CO的临界温度为60~80 ℃,且整体变化趋势呈指数增长,CO气体产生量与粒径呈反比关系;C₂H₄出现的温度约为120 ℃,且煤样粒径越小其体积分数增长越快。依照指标气体优选原则,确定建北煤矿4204工作面高瓦斯煤层煤自燃的优选指标：主要气体指标为CO、第二类火灾系数;辅助气体指标为C₂H₄、烯烷比φ(C₂H₄)/φ(CH₄)和φ(C₂H₄)/φ(C₂H₆)、第三类火灾系数。应用指标气体CO和煤温进行函数曲线拟合,进一步验证煤自燃程度。研究结果为建北煤矿高瓦斯煤层自燃预报提供了理论依据,对我国同类工况条件的高瓦斯煤层煤自燃早期预测预报与超前防控具有重要的指导意义。