發(fā)布時(shí)間：2017-06-29 07:12

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

【摘要】：礦井火災(zāi)是煤礦正常開采過程中的主要災(zāi)害形式之一,由于CO氣體在煤自燃初期產(chǎn)生較早、產(chǎn)量較大而作為煤自燃預(yù)測的主要指標(biāo)氣體,但近些年來,在國內(nèi)部分礦井,出現(xiàn)高濃度的CO氣體并沒有伴隨煤自燃的現(xiàn)象,一些人認(rèn)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(diǎn)還沒有被有效證實(shí),對于含有原生CO的煤層,CO能否作為煤自燃的指標(biāo)性氣體還需進(jìn)行深入的研究。本文所研究的西川煤礦也出現(xiàn)過類似現(xiàn)象,研究西川煤礦CO成因類型,探討新的煤自燃預(yù)測方法,對于煤礦安全高效生產(chǎn)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(chǎn)物同位素值隨溫度升高的變化規(guī)律。CO同位素測試結(jié)果表明,不同反應(yīng)氣氛條件下產(chǎn)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(yīng)并不屬于單一反應(yīng)序列;而且氬氣氣氛中產(chǎn)物CO的δ~(18)O比空氣氣氛中的重近9‰,證明了不同反應(yīng)氣氛條件下產(chǎn)物CO的氧原子來源不同。CO_2同位素測試結(jié)果表明,不同反應(yīng)氣氛條件下產(chǎn)物CO_2的δ~(18)O隨著溫度的升高變化規(guī)律較為復(fù)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(diǎn)溫度分別為130℃、160℃,尤其是130℃過后,δ~(18)O突然增大,證明此時(shí)CO_2的氧原子主要來源于煤中,即達(dá)到了煤體的干裂溫度。通過對西川煤礦1109回風(fēng)順槽、1111和1109工作面上隅角和氣體中CO的δ~(18)O進(jìn)行測試(平均為36‰),對比發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場測試結(jié)果與空氣氣氛中煤氧反應(yīng)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(zhì)構(gòu)造及沉積特征進(jìn)一步分析認(rèn)為,西川煤礦原生CO是在變質(zhì)過程中官能團(tuán)脫落形成的。西川煤礦4-2煤層頂?shù)装褰詾槟鄮r或泥質(zhì)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(jié)合西川煤礦實(shí)際情況,進(jìn)一步探討了預(yù)測西川煤自燃的相關(guān)方法。認(rèn)為若在西川煤礦正常開采期間檢測到C_2H_4氣體出現(xiàn),應(yīng)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(shí)開始檢測烯烷比、R3值和CO_2中同位素值,若出現(xiàn)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(shí)煤自燃溫度已經(jīng)達(dá)到70℃以上,此時(shí)應(yīng)立刻停止正常生產(chǎn),采取注氮、采空區(qū)注漿等方法阻止煤自燃的發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】：煤 同位素 低溫氧化 指標(biāo)氣體 自燃預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(nèi)外研究現(xiàn)狀18-25
• 1.3 研究現(xiàn)狀評價(jià)25-26
• 1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)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(yīng)29-31
• 2.3 同位素測試方法31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 3 煤在不同氣氛條件下低溫反應(yīng)產(chǎn)物同位素特征分析35-55
• 3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)方法35-41
• 3.2 西川煤體低溫反應(yīng)產(chǎn)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(chǎn)物CO中O~(18)同位素測試結(jié)果及分析44-49
• 3.5 煤氧化與裂解產(chǎn)物CO_2中C~(13)及O~(18)同位素樣品測試結(jié)果分析49-53
• 3.6 本章小結(jié)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(jié)63-64
• 5 西川煤礦煤自燃預(yù)測方法探討64-73
• 5.1 西川煤礦煤自燃預(yù)測常規(guī)方法64-70
• 5.2 西川煤礦煤自燃同位素預(yù)測法70-71
• 5.3 西川煤礦現(xiàn)場煤自燃預(yù)測方法探討71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 6 結(jié)論及展望73-76
• 6.1 主要結(jié)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(xiàn)76-80
• 作者簡歷80-82
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集82

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 宋萬新;楊勝強(qiáng);蔣春林;牛杰;;含瓦斯風(fēng)流條件下煤自燃產(chǎn)物CO生成規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究[J];煤炭學(xué)報(bào);2012年08期

2 呂軍,王建民,岳幫江,王洪波,于榮文,趙立國;三道灣子金礦床流體包裹體及穩(wěn)定同位素地球化學(xué)特征[J];地質(zhì)與勘探;2005年03期

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

  本文關(guān)鍵詞：西川礦含原生CO煤層自燃預(yù)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(hào)：496988