發(fā)布時間：2019-09-12 02:51

【摘要】：煤在自燃的不同階段會釋放出不同的氣體,這些氣體的成分及濃度能反映煤炭的自燃程度。為準(zhǔn)確地對古書院礦自然發(fā)火情況進(jìn)行預(yù)測預(yù)報,以古書院礦15#煤為研究對象,通過程序升溫實驗、利用氣相色譜儀,研究了15#煤的自燃氧化特性,以及自燃升溫過程中產(chǎn)生氣體的變化規(guī)律,分析了φ(C3H8)/φ(C2H6)、φ(C2H4)/φ(C2H6)等鏈烷比和烯烷比比值曲線。結(jié)果表明:古礦15#煤的自燃臨界溫度約為80℃,干裂臨界溫度約為140℃;15#煤在常溫下就能產(chǎn)生CO,且產(chǎn)生量與溫度呈指數(shù)關(guān)系;C3H8出現(xiàn)的溫度為60℃,在120~240℃時氣體產(chǎn)生量呈現(xiàn)單調(diào)遞增趨勢。結(jié)合指標(biāo)氣體優(yōu)選原則,確定古礦15#煤層自燃指標(biāo)氣體的選擇應(yīng)以CO與C3H8為主,以C2H4、φ(CO)/φ(CO2)、φ(C3H8)/φ(C2H6)為輔。該研究結(jié)果對提高古礦煤炭早期自燃預(yù)測預(yù)報的準(zhǔn)確度以及防治礦井火災(zāi)具有重要的指導(dǎo)價值。
【圖文】：

而影響生產(chǎn)進(jìn)度，避免造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，需要考察煤氧反應(yīng)過程中Ｏ２消耗量、ＣＯ產(chǎn)生量及其他氣體的變化規(guī)律，分析煤氧化過程中ＣＯ、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ６和Ｃ３Ｈ８等氣體量以及濃度變化規(guī)律，優(yōu)選煤層自燃指標(biāo)氣體，指導(dǎo)古礦１５＃煤層的自燃早期預(yù)報和防滅火工作［１３］。１煤樣程序升溫實驗１．１實驗設(shè)備本實驗所利用的儀器設(shè)備主要有程序控溫箱、氣相色譜儀、銅質(zhì)煤樣罐、預(yù)熱氣路、溫度控制系統(tǒng)、氣體質(zhì)量流量控制器、計算機(jī)、打印機(jī)等，如圖１所示。圖１指標(biāo)氣體實驗系統(tǒng)圖１．２煤樣選取與實驗過程１）煤樣選齲煤樣取自古礦１５＃煤層１５３３０２聯(lián)絡(luò)巷，將煤樣外殼被氧化部分去掉，取芯粉碎，選取不同粒徑的煤樣，用盒子密封，避免接觸氧氣被氧化。煤樣的主要煤質(zhì)指標(biāo)見表１，實驗條件見表２。表１古書院１５＃煤層主要煤質(zhì)指標(biāo)樣品水分Ｍａｄ／％灰分Ａａｄ／％揮發(fā)分Ｖｄａｆ／％含硫量Ｓｔ，ｄ／％吸氧量Ｖｄ／（ｃｍ３·ｇ－１）古礦無煙煤４．７８１５．１０６．８２２．５６０．９６２）實驗過程。分別將１１００ｇ上述煤樣置于銅質(zhì)煤樣罐內(nèi)。將煤樣罐置于程序控溫箱內(nèi)，然后連接好進(jìn)氣氣路、出氣氣路和溫度探頭（探頭置于煤樣罐的幾何中心），檢查氣路的氣密性。測試時向煤樣內(nèi)通入１３０ｍｌ／ｍｉｎ的干空氣。采用０．５℃／ｍｉｎ升溫速率，當(dāng)達(dá)到指定測試溫度時，，恒定溫度５ｍｉｎ后采取氣樣進(jìn)行氣體成分檢測和濃度分析。２臨界溫度煤從緩慢氧化階段到快速氧化階段的過渡點，是煤自燃氧化速率發(fā)生急劇變化的轉(zhuǎn)折點，也是

度升高，Ｃ２Ｈ６氣體濃度增加，主要有兩個原因，一方面是原煤樣吸附氣體加快脫附，另一方面是煤體的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的Ｃ２Ｈ６氣體。由圖７看出，煤樣在６０℃時就有Ｃ３Ｈ８氣體產(chǎn)生，濃度為０．９７ｐｐｍ。Ｃ３Ｈ８濃度隨煤溫先增加后減小，濃度極大值點對應(yīng)的溫度約為２４０℃。由Ｃ３Ｈ８氣體產(chǎn)生規(guī)律可以看出，該氣體能在一定程度上反映古礦１５＃煤的自燃情況，可以作為古礦１５＃煤自燃輔助指標(biāo)氣體。圖２ＣＯ含量隨溫度變化曲線圖３ＣＯ２含量隨溫度變化曲線圖４ＣＨ４含量隨溫度變化曲線１３５
【作者單位】： 煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司礦山安全技術(shù)研究分院;煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室;晉煤集團(tuán)古書院礦;
【基金】：中國煤炭科工集團(tuán)科技創(chuàng)新基金項目資助(編號:2012MS001) 煤炭科學(xué)研究總院技術(shù)創(chuàng)新基金項目資助(編號:2010CX09)
【分類號】：TD752.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2534852