本文關鍵詞：西川礦含原生CO煤層自燃預測方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：礦井火災是煤礦正常開采過程中的主要災害形式之一,由于CO氣體在煤自燃初期產生較早、產量較大而作為煤自燃預測的主要指標氣體,但近些年來,在國內部分礦井,出現高濃度的CO氣體并沒有伴隨煤自燃的現象,一些人認為這部分CO氣體是煤成氣的一種,即煤層中含有原生CO氣體,目前,此觀點還沒有被有效證實,對于含有原生CO的煤層,CO能否作為煤自燃的指標性氣體還需進行深入的研究。本文所研究的西川煤礦也出現過類似現象,研究西川煤礦CO成因類型,探討新的煤自燃預測方法,對于煤礦安全高效生產有重要意義。本文通過探索低濃度CO和CO_2同位素的檢測方法,研究了西川煤樣在不同氣氛(干空和惰性氣體)中產物同位素值隨溫度升高的變化規(guī)律。CO同位素測試結果表明,不同反應氣氛條件下產物CO的δ~(18)O(氧同位素值)都隨溫度的升高而逐漸變小,表明煤低溫反應并不屬于單一反應序列;而且氬氣氣氛中產物CO的δ~(18)O比空氣氣氛中的重近9‰,證明了不同反應氣氛條件下產物CO的氧原子來源不同。CO_2同位素測試結果表明,不同反應氣氛條件下產物CO_2的δ~(18)O隨著溫度的升高變化規(guī)律較為復雜,在75℃以前變化不明顯,75℃以后δ~(18)O有降低—升高—再降低的特征,拐點溫度分別為130℃、160℃,尤其是130℃過后,δ~(18)O突然增大,證明此時CO_2的氧原子主要來源于煤中,即達到了煤體的干裂溫度。通過對西川煤礦1109回風順槽、1111和1109工作面上隅角和氣體中CO的δ~(18)O進行測試(平均為36‰),對比發(fā)現現場測試結果與空氣氣氛中煤氧反應的δ~(18)O差別較大,證明西川礦井的部分CO的氧元素來源于煤中。通過對西川煤礦的地質構造及沉積特征進一步分析認為,西川煤礦原生CO是在變質過程中官能團脫落形成的。西川煤礦4-2煤層頂底板皆為泥巖或泥質粉砂巖,而且煤層中氧元素含量較高,這為原生CO的形成和賦存提供了有利條件。結合西川煤礦實際情況,進一步探討了預測西川煤自燃的相關方法。認為若在西川煤礦正常開采期間檢測到C_2H_4氣體出現,應該引起重視,并連續(xù)檢測C_2H_4氣體的濃度變化規(guī)律,同時開始檢測烯烷比、R3值和CO_2中同位素值,若出現C_2H_4氣體濃度不斷增加,烯烷比超過0.1%,R3值大于10%,CO_2中氧同位素值小于-5‰、碳同位素值為小于-19‰,則可以肯定此時煤自燃溫度已經達到70℃以上,此時應立刻停止正常生產,采取注氮、采空區(qū)注漿等方法阻止煤自燃的發(fā)生。
【關鍵詞】：煤 同位素 低溫氧化 指標氣體 自燃預測
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD752.2
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-17
• 1 緒論17-28
• 1.1 選題目的及意義17-18
• 1.2 國內外研究現狀18-25
• 1.3 研究現狀評價25-26
• 1.4 研究內容與技術路線26-28
• 2 同位素及同位素測定28-35
• 2.1 同位素含量表述28-29
• 2.2 同位素分餾效應29-31
• 2.3 同位素測試方法31-34
• 2.4 本章小結34-35
• 3 煤在不同氣氛條件下低溫反應產物同位素特征分析35-55
• 3.1 實驗設備及實驗方法35-41
• 3.2 西川煤體低溫反應產物CO、CO_2氣體制備41-42
• 3.3 程序升溫過程中CO、CO_2濃度變化特征42-44
• 3.4 不同氣氛產物CO中O~(18)同位素測試結果及分析44-49
• 3.5 煤氧化與裂解產物CO_2中C~(13)及O~(18)同位素樣品測試結果分析49-53
• 3.6 本章小結53-55
• 4 西川煤礦井下氣體測試與分析55-64
• 4.1 井下氣體樣品采集55-57
• 4.2 氣體濃度及氧同位素測試57-59
• 4.3 西川煤礦CO來源分析59-63
• 4.4 本章小結63-64
• 5 西川煤礦煤自燃預測方法探討64-73
• 5.1 西川煤礦煤自燃預測常規(guī)方法64-70
• 5.2 西川煤礦煤自燃同位素預測法70-71
• 5.3 西川煤礦現場煤自燃預測方法探討71
• 5.4 本章小結71-73
• 6 結論及展望73-76
• 6.1 主要結論73-74
• 6.2 本文創(chuàng)新之處74-75
• 6.3 工作展望75-76
• 參考文獻76-80
• 作者簡歷80-82
• 學位論文數據集82

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 宋萬新;楊勝強;蔣春林;牛杰;;含瓦斯風流條件下煤自燃產物CO生成規(guī)律的實驗研究[J];煤炭學報;2012年08期

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3 丁悌平;穩(wěn)定同位素測試技術與參考物質研究現狀及發(fā)展趨勢[J];巖礦測試;2002年04期

  本文關鍵詞：西川礦含原生CO煤層自燃預測方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：496988