气体分析法预测预报煤炭自燃
煤层自燃倾向性的鉴定方法
煤层自燃倾向性的鉴定方法在煤炭开采和利用的过程中，煤层自燃是一个不容忽视的安全隐患。
了解煤层的自燃倾向性，并采取相应的预防措施，对于保障煤矿的安全生产至关重要。
那么，如何准确鉴定煤层的自燃倾向性呢？这就需要依靠一系列科学有效的鉴定方法。
首先，我们来了解一下什么是煤层自燃倾向性。
简单来说，它是指煤层自身发生自燃的难易程度。
煤层自燃倾向性的鉴定，主要是通过对煤的物理化学性质进行分析和测试，来评估煤在特定条件下自燃的可能性。
目前，常用的煤层自燃倾向性鉴定方法主要包括以下几种：一是吸氧法。
这种方法是通过测量煤在一定温度和压力下对氧气的吸附量，来判断煤的自燃倾向性。
吸氧量大的煤，其自燃倾向性相对较高。
在实验中，将煤样置于特定的容器中，通入氧气，然后利用仪器测量氧气的吸附量。
通过对不同煤样吸氧量的对比和分析，可以得出煤的自燃倾向性等级。
二是氧化速度法。
该方法是基于煤在氧化过程中温度的变化来评估自燃倾向性。
将煤样放入恒温箱中，在一定的氧气浓度和温度条件下，监测煤样温度的上升速度。
温度上升快的煤，其自燃倾向性较强。
通过对温度变化曲线的分析，可以判断煤的自燃倾向性。
三是着火点温度法。
着火点温度越低，煤的自燃倾向性就越高。
实验时，将煤样加热，观察其开始燃烧的温度。
这个温度就是煤的着火点温度。
通过比较不同煤样的着火点温度，可以对煤层的自燃倾向性进行鉴定。
除了上述实验室方法外，还有一些现场观测的方法也可以辅助判断煤层的自燃倾向性。
比如，观察煤层的地质赋存条件。
如果煤层埋藏较浅、厚度较大、裂隙发育良好，那么就更容易与空气接触，增加自燃的风险。
此外，煤层周围的水文地质条件也会影响自燃倾向性。
如果煤层含水量低，干燥通风良好，也会提高自燃的可能性。
再比如，观察煤矿开采过程中的现象。
如果在采煤工作面或巷道中发现有局部温度升高、有异味气体产生、煤壁出现“挂汗”等现象，都可能预示着煤层有自燃的倾向。
在进行煤层自燃倾向性鉴定时，需要注意以下几点：首先，煤样的采集要具有代表性。
浅谈煤自燃火灾的预测预报
的趋 势 ， 以便及 时 采取 有效 的 防灭火 措 施 ， 免 造成 避 资源 、 备甚 至生 命损 失 ， 证 煤矿 安全 生产 。 设 保
相 当程 度 的可信 度 ， 其 难 以对 不 同 发 火类 型 的煤 但 自燃 进 行预 测 ， 且在 时 间统计 上存 在着 较 大偏差 ， 仅
采 用对 与煤 自然 发 火 相 关 的 各 种 内 、 影 响 因素 进 外
行 综合 评分 的方 法 ， 主要 是 先 对 煤 的 自燃 倾 向性 进 行 鉴定 ， 出分 值 ； 后 在 大 量 统 计 分 析 的 基 础 上 ， 评 然 对 影 响煤 自然发 火危 险程 度 的外 在 因素 进行 主 观评
有机 气体 增 加 ， 当人 们 接 近 火 源 时 ， 有 头 痛 、 故 会 闷
热 、 神 疲乏 等不 适感 。 精
判 ， 出分 值 ； 两 者 综 合 相 加 ， 出相 应 条 件 下 煤 给 将 得
自然发 火 的总分 值及 其分 类 。 （） ３ 经验 统计 预 测 法 。经 验 统计 是 通 过 对 已有
收 稿 日期 ： ０ ８～０ ２０ ６—２ ９
（ ） 用气 体 成分 分 析 预 报 自燃 。利用 仪 器 分 ２利
析 和检测 煤 在 自燃 和可燃 物在 燃烧 过 程 中释放 出 的 烟气 或其 他气 体 ， 可预 报火 灾 。为此 ， 须指 定具 备 必 灵敏 性 、 规律性 和 可测 性 的指标 气体 ， 标气 体分 析 指
（） １ 自燃 倾 向性 预 测法 。煤 自燃 倾 向性 是 指 煤 层 开采 之前 ， 自然 发火 的可 能 程 度 。所 有 煤 种 均 其 具有 自燃倾 向性 ， 只是 不 同煤 种 、 同环境 条件 下 的 不
煤矿安全监控子系统
一、煤炭自燃
燃烧期（着火阶段） ①煤的氧化进一步加剧，温度快速升至着火点（一般褐煤
小于300度，烟煤在320～380度，无烟煤大于400度）而燃 烧，生成大量的一氧化碳、二氧化碳以及碳氢化合物等可 燃性气体。 ②特点: 煤氧化剧烈，生成大量一氧化碳及碳氢化合物， 经常伴有煤焦油味、烟雾，甚至出现明火。
CO急剧上升点温度： 褐煤 80～ 90℃
二、煤炭自燃预测预报
煤低温氧化过程的产物及规律 4、不同种类的煤，同一指标气体的出现温度及生成量不
同。一般随煤的变质程度的增高，出现温度升高，生成量 而降低。通常，C2H4（或C2H6.C3H8）大于100℃时出现， C2H2在高温阶段出现（大于180℃）或不出现。 5、随氧化温度的升高，消耗的O2增大，表现为氧气浓度 逐渐降低，通常变质程度高的煤，氧气浓度下降的慢。
物理吸附 化学吸附 化学反应
煤氧复合是一个非常复杂的物理、化学过程，煤能否自燃 是煤体氧化放热和向周围环境散热这两大因素相互作用的 结果。
一、煤炭自燃
煤的自燃过程
•温度T
•Ts
•60～80℃
•T0
•风化
•准备期
•自热期
•燃烧期 •时间t
•图1 煤的自燃过程示意图
一、煤炭自燃
准备期（潜伏期） ①在低温下，煤吸附（包括物理吸附和化学吸附）大气中
编制色谱仪的程序和其他气体同时监测而不受某种气体浓 度高低的影响,成功的解决了双氢焰检测器带来的噪声问 题。
三、束管监测系统
KSS-200主要技术参数 1、控制束管路数：12～30路(可扩充)； 2、运行时间：24小时连续监测或人工设定； 3、分析成分：O2、N2、CO、CO2、CH4、
C2H6.C2H4、C2H2； 4、气体检测范围： O2：0～25%； N2：70～98%； CO、C2H6.C2H4、C2H2：0～50%； CH4、CO2：0～80%； 5、监测距离可达到30Km
煤矿自然发火预测预报制度
煤矿自然发火预测预报制度
是指通过对煤矿内部温度、气体浓度、风流状态等因素进行监测和分析，预测煤矿发生自然发火的可能性，并及时发布预警信息，以便采取措施防止和控制事故的发生。
煤矿自然发火预测预报制度通常包括以下几个方面：
1. 监测系统：建立煤矿内部温度、气体浓度、风流状态等参数的实时监测系统，可以通过传感器、仪器设备等进行数据采集和传输。
2. 数据分析：对监测系统采集到的数据进行处理和分析，利用统计学方法、数学模型等手段进行预测和预报。
可以利用历史数据和实时数据进行模型训练和优化，提高预测准确性。
3. 预警发布：根据预测结果，及时发布预警信息。
预警信息可以通过各种媒体渠道进行发布，如煤矿内部广播系统、手机短信、互联网等。
4. 风险评估：对煤矿发生自然发火的风险进行评估，根据预测结果和风险评估结果，制定相应的应对和控制措施。
5. 应急措施：根据预警信息和风险评估结果，采取相应的应急措施，如调整通风系统、减少火源、增加防火墙等，以防止和控制自然发火事故的发生。
煤矿自然发火预测预报制度的建立和实施，可以提高煤矿安全生产水平，减少自然发火事故的发生，保障矿工生命安全和煤矿设备的安全稳定运行。
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浅谈矿井煤炭自燃标志性气体的确定
图 １试验装置及系统示意图
１ ． 风机 ２ ． 流量 计 ３ ． 观 察孔 ４ ． 集气孔 ５ ． 控制 阀 ６ ． 保温石棉 ７ ． 隔板 ９ ． 温 控器 １ ０ ． 加热 丝 Ｕ． 煤样罐 １ ２ ． 测温热 电偶 １ ３ ． 温度 指示 ２试 验煤样
随矿井和煤质 的不 同而异 。因此 ，利用气 体分析 法预 报 自燃发火成 功 的关键是 ，在现场采取煤样 ，通 过热解 实验 寻找适 合七五矿 的指 标气体 。 为了选择 合适 的指标气 体， 以便利用气体分析法预报矿井 自燃 发火 ，我们在现场按 采样 规定采 取了试 验煤样，进行 了实验室热解
为了考察煤在 常温 下的氧化 性，在井下取样后将煤样装入煤样 袋 中，袋 口扎严 ，在热前对袋 内空气成份进行 了分析 ，一些煤样在 常温有 ｃ ｚ ｝ ｋ 生成 ，说明 ３ 煤在常温 下解吸产生 ｃ 。 般地 ， ｃ Ｏ ｚ 、 ｃ Ｈ ４ 和ｃ ｅ 是煤样中的原生气 体， 不宜作指标气体，
一
度为 ９ ９ ． ９ ９ ９ ％） 。在分析 ｃ Ｏ 、ｃ Ｏ ｚ 和ｃ Ｈ 气体 时，采用柱长 Ｏ ． ７ 米、 内径 ３ Ｉ Ｉ ｌ ｌ Ｉ ｌ 、充填 Ｔ Ｄ ｘ 一０ １的不锈钢柱，并加接 Ｏ ． ２米 的镍触媒转化 炉；载气 为高纯氮 （ 纯度 为 ９ ９ ． ９ ９ ９ ％） ，助燃气体为压缩空气，燃 气为 高纯氢 （ 纯度 为 ９ ９ ． ９ ９ ９ ％） 。气样 在色谱柱分离后经转化炉流 入检测 器。两类 气体分别进行分析。使用仪器的检测精度 ：碳氢类 为０ ． ０ １ Ｐ Ｐ ｍ ，Ｃ Ｏ类 气体为 １ Ｐ Ｐ ｍ 。
４ 试 验 结 果 分 析
和双氢火焰检测器 。在分析 ｃ Ｈ 、ｃ ２ ｝ Ｉ 、ｃ 。 ｝ ｉ ６ 、ｃ 。 Ｈ 等烷烃类气体时， 采用柱长 ５米、内径 ３ 衄 、充填 Ｇ Ｄ Ｘ 一５ ０ ２的不锈钢柱 ；载气为高纯 氮 （ 纯度为 ９ ９ ． ９ ９ ９ ） ，助燃气体 为压缩 空气 ，燃气 为高纯氢 （ 纯
煤炭自燃预测预报及防治技术
煤炭自燃预测预报及防治技术作者：曲晟易来源：《科学与财富》2017年第28期摘要：本文总结煤炭自燃预测预报技术，其中预测技术包括煤的自燃危险性预测、煤的自燃危险区域判定、煤层自燃发火期预测等技术；预报技术包括气体分析法、测温法、气味分析法等技术；煤自燃防治措施主要有灌浆技术、阻化剂技术、惰化技术等。
关键词：煤炭自燃；预测预报；防治措施中图分类号：TD453 文献标识码：A我国有56%的煤矿存在自然发火问题，矿井火灾事故是一大突出灾害。
目前，煤炭自燃已成为制约我国煤炭工业高产、高效的主要灾害之一。
本文对煤炭自燃的预测预报技术和防治措施的应用及发展进行了总结分析。
一、煤炭自燃预测预报技术（一）预测技术。
预测技术是在煤层尚未出现自然发火征兆之前（潜伏期），采取不同方法对煤炭自燃危险性、易自燃危险区域、自然发火期等重要火灾参数指标做出超前判识的一种技术。
1、煤的自燃危险性预测。
煤炭自燃危险性预测技术主要包括煤自燃倾向性实验测试法、综合评判预测法。
（1）自燃倾向性实验测试法。
煤自燃倾向性的测试方法很多，主要包括：绝热测试法、着火点温度法、双氧水法（H2O2）、静态吸氧法、高温活化能法、差热分析法（DTA）、热重法（TG）、交叉点法（CPT）。
其中，绝热测试法被公认为是最科学、最准确的测试方法，但是由于其耗时长而未能得到广泛应用。
（2）综合评判预测法。
陈立文等对影响煤层自燃危险程度内、外因素，进行主观判断、分析评分，应用模糊数学理论，对开采煤层自燃危险程度进行综合评判预测。
王省身、蒋军成等人运用神经网络的方法，以影响开采煤层自燃危险性的三个主要因素作为预测指标，预测煤层自燃的危险程度。
施式亮、刘宝琛等用防火系数作为预测指标，建立了人工神经网络的时间序列煤自然发火预测模型来判断自然发火程度。
2、煤自燃危险区域判定。
煤自燃危险区域的探测方法主要有：经验统计法、无线电波法、地质雷达探测法、遥感技术、地面物探法、气体探测法。
煤自燃指标气体及极限参数实验研究
煤自燃指标气体及极限参数实验研究摘要:为了掌握王洼二矿煤自然发火特征,采用西科大XKIII型煤自然发火实验台对1.5t煤进行了煤自燃全过程模拟实验,测试出该矿开采煤样实验发火期为25天,掌握了自燃过程中温度的变化及对应气体的变化规律,测算了开采煤层煤样的最小浮煤厚度、下限氧浓度、上限漏风强度等极限参数,为该矿煤自燃灾害的预防提供了依据。
关键词:煤自燃特征参数实验发火期最小浮煤厚度煤自燃发火期是预测井下煤自燃灾害发生的重要指标之一,实验自然发火期即为在实验条件下,使松散煤体从供风开始到冒青烟所经历的时间。
它反映实验条件下的最短自然发火期,其意义在于确定各类煤体相对自然发火性的强弱。
近二十年,世界各主要产煤国先后建立了静态模拟煤层自燃过程的大型自然发火实验台(其中法国的实验台装煤5t、美国的13t、前苏联的4t、英国的1t)。
根据实验结果,从煤自燃的氧化性和放热性两个方面对煤的自燃性进行了考察。
该实验采用我国最大的煤自然发火实验台(西安科技大学XKIII型)进行煤自然发火过程的实验研究,较好地模拟了煤实际条件下的自燃过程及特征参数,其测试的自燃性及自然发火期与实际情况基本相符。
1 实验原理及过程煤自然发火是由于煤与氧接触时发生化学吸附和化学反应放出热量,当放出热量大于散发的热量时,煤温上升而导致发火。
煤低温自然发火实验就是该过程的模拟,即在实验条件下,依靠煤自身氧化放热升温,考察其煤温、氧气消耗量、一氧化碳产生量以及其它气体的变化规律。
1.1 实验原理该实验装置主要采用西安科技大学XKIII型实验发火台,可以模拟现场散热情况、漏风状况及浮煤厚度,以井下温度(15～30℃)作为实验起始温度,利用煤氧化放热引起自然升温,连续检测实验炉内各点煤样的温度、气体变化情况,以研究煤的低温氧化放热特性,预测煤的自燃倾向性及自然发火期。
1.2 实验条件及过程在实验前从王洼二矿煤矿采集混煤2t,用塑料编织袋包装,运送到实验地点。
煤炭自燃火灾的指标气体及检测技术
定 煤体 自燃 的发 展程 度 。
１ 煤 炭 自然 指 标 气 体
１ １ 指标 气体 ．
煤 层 发 火 过程 中 ， 将产 生 一 系 列 反 映煤 炭 氧 化 和燃烧 程度 的指标 气 体 ， 以利 用 指 标 气 体 产 生 量 可 及 其变 化率 和相 互 间 的关 系 ， 进 行 煤 层 火 灾 的早 来
维普资讯
第 ５期
刘
灿
董正坤
冯
景
煤炭 自燃火 灾的指标气体及检测技术
７
煤 炭 自燃 火 灾 的指 标 气 体及 检 测 技 术
刘 灿 ， ｒ 董正坤。冯 ，
（． １ 西安石油大学 电子工 程学院 ， 陕西 西 安 ３ 宝鸡秦源煤业有 限公 司 ， ． 陕西 宝鸡
段后 ， 碳原子数多 的烷烃释放速度 （ 单位 重量 煤样 单 位温 升 下 的释放 量 ） 快 。 越
维普资讯
８
陕
西
煤
炭
２ ０ ０７
在 煤氧 化初期 ， 甲烷 的产 生 主要是 解 吸 的结 果 ，
通 过上 述 划 分 ， 除选 用 各 种 单一 气 体 指标 作 为 判定 煤 自燃 程 度 的表 征参 数 外 ， 可选 用 Ｃ Ｃ 还 Ｏ／ Ｏ、 Ｃ ／ ２ ６Ｃ Ｈ ／ ２ 、 ２ ／ ２ ６等 气 体 的 比 值 Ｈ４Ｃ Ｈ 、 ３ ８ＣＨ６ ＣＨ４Ｃ Ｈ 作为 判定 煤 自燃 程 度 的 表征 参 数 。 目前 ， 内外 煤 国 矿在 气体 分析 法 的应 用 中 ， 主要 使 用 的 自然 发 火 指
收稿 日期 ：０７— ７—１ ２０ ０ ６ 作者简介 ： 灿 （ ９０一） 男 ， 刘 １８ ， 湖南衡 阳人 ，０６年毕业 于 西安科 ２０
煤自然发火预测预报指标气体分析
Ｉ
加 热 系统
Ｉ
能反 映煤 自燃发 火 特征 的 指标 气体 ，对煤 自燃 发 火 发展 趋势 等作 出预报 的方 法 。
１ 实 验 系统
分 析煤 自燃 发火 的指 标 气体 采用 煤 升温 氧 化 实 验 ，该实 验是 测定 在煤 的氧化 过 程 中所放 出的
一
图 １ 实 验 系 统 结构 图
四部分 组成 。 数 据处 理 系统采 用 的是北 京 市东 西 电子技 术
０ 引 言
煤 炭 自燃 发 火 是 煤 矿 火灾 主要 的致 因之 一 ， 严重 地影 响着 煤 矿企业 的正 常生产 …。
研究 所 开发 的 Ａ ８ ０型色 谱数 据处 理工 作站 。 ４０
ｒ ～ … ～ ］
做好煤炭 自 然发火早期预测预报工作是预防 自燃 火灾 的关 键 ， 目前 普 遍采 用 的预 报方 法是 气 体分 析法 气 体分 析法 是 通过 分析 煤 自燃 发火 引。
过 程 中产 生 的 某 些 指 标 气 体 如 ： Ｏ、 Ｈ 、： Ｃ Ｃ ＣＨ 、 ＣＨ 等 的浓 度 、 ２ 比值 、 生 速率 等 特 征 参 数 ， 出 发 找
２ １ 年第 １ ０１ 期
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能 源 技 术 与 管 理
６ ７
燥 自然发 火 预 测 预 报 指 标 笺体 分 析
唐 锐 王福生 郭立稳 王玉玲 ， ， ，
（ 。冀 中能源股份有限公 司 邢东矿 ， １ 河北 邢 台 ０ ４ ０ ；． ５ ０ ０２河北理工 大学 资源与环境 学院， 河北 唐 山 ０３ ０ ； ６ ０９
GC—4085型对煤层自然发火标志气体的分析与应用报告概述
GC—4085型对煤层自然发火标志气体的分析与应用报告概述抚顺矿务局老虎台矿于1907年开采，设计年产量300万吨。
主采煤层平均厚度50米，煤质为中变质程度的气煤，煤层自然发火期1～3个月，最短为13天。
随着矿井开采水平的不断延深，井巷布置十分复杂，旧巷、废巷多，加之过去采用倾斜分层上行“V”型式水砂充填采煤法，尤其是近几年来，由于采煤工艺的改革，采用了综采放顶煤采煤法，冲击地压频繁发生，致使巷道和采场矿压分布不平衡，形成大量冒顶，这些冒顶容易与旧巷、老空区贯通，形成错综复杂的漏风通道，引起旧巷、采空区或浮煤自然发火。
另外，位于三分层的夹层煤线—炉灰煤层（其主要成分为丝煤），极易自然发火，其最短自然发火期仅有13天，它往往隐含性地起着引燃层自然发火的作用。
因此，该矿煤层自然发火相当严重，自1994年至1997年末，全矿自然发火形成火区或明火、冒烟、高温或一氧化碳（CO）超限等，仅记录在案的总计225次，其中发生明火达51次，占全矿火灾统计总数的20%。
而且在统计的225起火灾事故中，初生火灾占85.88%。
老虎台矿在1997年以前，对煤层自然火灾的早期预测预报，仅采用一氧化碳（CO）和一氧化碳（CO）派生指标，但在长期的应用过程中，发现仅单一指标很难准确地预测预报矿井火灾，并发现在一些煤层自然发火已经表现出较明显的自然发火征兆的情况下，有的煤层本身就含有一氧化碳（CO）150 ppm～220ppm。
为了进一步掌握表征煤层自然火灾规律方面的有关参数，提高煤层自然发火早期预测的及时性和准确性，老虎台矿自1997年开始从北京市东西电子技术研究所购置了GC—4008型和GC—4085型气相色谱仪8台，对老虎台矿井下3个综放面和上下顺槽面、架前、架后和12个煤掘工作面、旧巷、一些冒顶区一天采集气样300多个，进行了自然发火基础参数的分析，获得有效数据8200个，探索出适合老虎台矿井下煤层自然发火的标志气体指标。
煤炭自燃一般可划分为哪几个阶段各阶段的特征是什么
煤炭自燃一般可划分为哪几个阶段?各阶段的特征是什么?
答：(一)潜伏期：在低温条件下煤能吸附氧，生成不稳定的化合物，放出少许的热量，并使煤的重量略有增加。
这是一个十分隐蔽的氧化过程，故称潜伏期。
潜伏期的长短取决于煤的变质程度和外部条件。
(二)自热期：经过潜伏期，被活化的煤炭能更快地吸附氧，氧化速度加快，发热量急剧增加。
如果热量不及时散发，煤温会逐渐升高，这一阶段称为自热期。
(三)燃烧期：当煤经过自热期，煤温上升到着火温度时即导致煤炭自燃，此阶段称为燃烧期。
气体分析法:
我国的煤炭自燃的预测预报主要采用气体分析法。
最新研究成果表明，可以使用CO、C2H4及C2H2等指标预测预报煤炭自燃情况。
煤炭自燃分为3个阶段：缓慢氧化阶段、加速氧化阶段和出现明火的激烈氧化阶殷。
其中，由于煤在低温缓慢氧化过程中CO生成量与煤温之间有十分密切的关系，因此一般以地下矿山风流中只出现1 0-6级的CO作为主要检测早期自然发火的指标气体。
随着煤的继续升温，煤炭自燃进入加速氧化阶段时，1 0-6级的烷烃气体C2H4逐渐由煤体氧化分解产生，这个过程中煤的温度值与烷烃气体碳原子数成正比。
当1
0-6级的C2H产生时，表明煤已进入发生高温裂解的激烈氧化阶段，常常出现明火。
煤自然发火预测预报指标体系
表现出来 的生成规律在量值和生成顺序上有较大的差 别 ：６ ℃前 ， １０ 烷烃气体中 ｃ、 ｃ 烷烃（ ｃ、 即乙烷 、 丙烷 和丁烷 ） 均检测不到 ， 甲烷释放量不大 ， 持续最高在 ３ ｐ ０ｐｍ 左右 ， ０ ｏ后才开始逐渐增加 ，但增加幅度也不大 ， １ Ｃ ６ 至 ２ ０ ｃ时 ， 含量 在 １０ｐ ｍ 以下 。 乙烷 和 乙烯 出 ５ ｌ 其 Ｃ ０ ｐ 现 时的温度在 １０ ｏ左右 。Ｃ ： ６ Ｃ Ｏ 氧化释放量持续在 ５ ０ｐ ｍ左右 ， １０ ｏ左 右 ， 逐渐 增 加 ， ２０ ｏ ５ ｐ 至 ６ Ｃ 才 至 ５ Ｃ
要 ： 通过煤的升温氧化 实验 ， 分析煤氧化释放 气体 随煤温变化规律 。根据 实验数据 ， 对煤样 自然发 火标志气体进行 了
分析 与 优 选 ， 定 煤 自然发 火预 测 预报 的指 标 气体 ， 确 建立 了煤 自然 发 火 预测 预 报 指 标 体 系。 关键 词 ： 自然发 火 ； 测 预 报 ； 标 气体 预 指 中 图分 类 号 ： Ｔ ７ ２ Ｄ ５ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ２９ — ８ ２ （０ ２ ５ ０ ０ — ３ ０ ５ ０ ０ 一２ １） — ０ ５ ０ ０
Ｃｏ ｌＳ ｎｔ ｎ ｏ ｍ ｂ ｔｏ ｒ ｃ ｓｉ ｎｄ ｘ Ｓｙ ｔ ｍ ａ ｐｏ ａ ｅ ｕｓ Ｃｏ ｕｓｉ ｎ Ｆｏ ｅ ａ ｔｎｇ Ｉ ｅ ｓｅ
Ｌ ｉｇ ｂ ｌ ｎ — ｏ Ｊ
（ｕ ｎＶ ｃ ｔ ｎ ｌ ｎ ｅ ｈ ｉ ｌ ｏｌｇ ， ｈ ｎ ｚ ｉ ４ ２ ４ Ｓ ａ ｘ， ｈｎ ） Ｌ Ａ ｏ ａｉ ａ ａ ｄＴ ｃ ｎｃ ｌ ｅ Ｃ ａ ｇ ｈ ０ ６ ０ ， ｈ ｎ ｉＣ ｉａ ｏ ａＣ ｅ
・
标志气体是可行的， 但就其现场应用来说 ， 还需考虑特 定 的环 境 和条 件 的影 响 ，特 别 是 大部 分 自然 发火 发 生 在采空区或煤柱中，火灾气体产物涌出的影响因素极 多 ，这 些使 我们 所监测 到 的 Ｃ Ｏ量 与煤 氧化 产生 的 Ｃ Ｏ 量之间没有明确的关系， 也可以说 ， 我们在现场监测到 的数值可能要比实际氧化产生的数值要低。 ３ 煤 自然发火 的 ＣＨ （ ． ２ 乙烯 ） ｃＨ （ 和 ， 丙烯 ） 志气 体 标 在煤的吸附气体 中，没有 ｃＨ 和 ｃＨ 气体组分 ， 因此可以认 为 ｃＨ 和 ｃＨ 仅是在煤氧化过程 中产生 ： ， 的 。ＣＨ 其 临界温 度 为 １７ ｏ 与 Ｃ ：４ ６ Ｃ， Ｏ气 体相 比 ， １ 有 个 明显 的 时间差 和温 度差 ，这 比单 用 Ｃ Ｏ又准 确 了一 步 。ＣＨ 出现 以后 ， 氧化进 人加 速氧 化 阶段 。ＣＨ 产 煤 ， 生 的临界 温度 为 ２ １ Ｃ， ５ ｏ 这与 ＣＨ 相 比又有 １ 明显 个 的温度 差 。 ＣＨ 产生 以后煤 样进 人激烈 氧化 阶段 ， 温 煤 迅速超 过 ３０ ｏ ０ Ｃ以上 。在矿井 自然 发火 预测 预报 工作 中， 密切 注意 和 观察 ＣＨ 和 ＣＨ 的 出现及 其浓 度 的 应 ， 变化 ， 对矿 井 防灭 火工 作具 有 十分重 大 的意义 。 ３３ 煤 自然发 火 的 ＣＨ （ ． 乙炔 ） 标志气 体 ｃＨ 气体在一般矿井 中都作为煤 自然发火的重要 的标志气体 ， 从华润煤业公司实验煤样分析结果来看 ， 在 整个 氧化 升 温 过 程 中煤 温 超 过 ４０ ｏ ，检 测 到 ０ Ｃ时 ｃＨ 气体 ， ： 浓度为 ２ ９ ｐｍ ２： ． ｐ 。ＣＨ 是煤的氧化进入燃 ５ 烧阶段的标志，因此 ，华润煤业公 司在现场应用过程 中， 一旦 出现 ＣＨ 气体 ， ： 采取措施时一定要谨慎 ， 避免 采取直接剥挖火源 的办法 ， 以免高温煤体引发瓦斯 、 煤 尘爆炸 事故 。 ３ 煤 自然 发火 的 ＣＩ ２ 志气 体 比率 （ ． ４ ２ Ｈ标 － ＷＣ 烯烷 比 ） ＣＨ ＣＨ 比率与煤温 Ｊ 之间的关系如图 ３ 所示 。 由图中 可以看出 ＣＨ ＣＨ 比 Ｊ ２ 率呈现抛物线的规律 ， ４ ８ｏ时 在 ２ Ｃ 产生峰值。由于 该指标只有 ＣＨ 出现后才能应用 ， ， 因此 使 用是应 虑 ＣＨ 临界温度以前的 自然 发火状态。 ｃＨ／。 ２４ Ｈ 比率可作为判断 ｃＨ 气体 出现后 ， ｃ ｃＨ 气体 出现前煤体 自燃发展进程 的一种预测预报指标 ， 具体地说 ， 就是预报煤温从 １７ ｏ到 ４０ ℃的温升状 ６ Ｃ ０ 况 。从另一 个角 度来说 ， 即是预 报煤 氧化从 加速 氧化 阶 段过 渡到 阴燃状 态进 而进 入到 明火燃 烧 阶段 。
自然发火标志性指标气体的研究与实践
自然发火标志性指标气体的研究与实践摘要：随着矿井机械化程度不断提高,采掘深度与开采强度不断增大,自然发火问题愈加突出；本文基于煤-氧复合导因理论，结合现场实践，确定煤层自然发火标志气体及临界值，进行准确预测和早期预报，以达到“防患于未然”的目的。
关键词：自然发火；指标气体；预测预报高庄煤业现开采3层煤，自燃倾向性鉴定为Ⅱ类，3上煤层自然发火期为56天，3下煤层自然发火期为61天。
1矿井概况高庄煤业位于山东省济宁市微山县付村镇境内，隶属于山东能源枣庄矿业集团有限公司。
矿井始建于1992年11月，1997年10月投产，设计生产能力90万吨/年，改扩建设计能力180万吨/年，2015年12月重新核定生产能力为300万吨/年。
矿井可采煤层为：3上、3下、12下、16煤层，煤层平均厚度：3上煤层4.81m，3下煤层3.51m，12下煤层0.74m，16煤层1.13m，现采3上和3下煤层。
矿井通风方式为中央并列式，主井、副井进风，风井回风。
风井装备2台FBCDZ№29/2×500型轴流通风机，一用一备，双回路供电，电动机功率为2×500KW，主通风机额定风量8100～15300m3/min，额定负压1450～3680Pa。
2指标气体的测定煤层自燃一般要经历三个时期：潜伏期、自热期、发火期，且各个时期都要发生物理、化学变化，消耗和产生一些气体，使附近区域的空气情况发生变化，如温度升高、O2减少、CO2增多，并出现CO及烷类、烯类、炔类气体。
指标气体测试结果如表1所示。
（1）随着煤低温氧化温度上升，氧浓度下降，耗氧量增加，释放出来的气体浓度（包括原生CO2和产生的CO2）均不断上升；（2）采集煤样原始煤层基本不含有瓦斯气体（不排除少量原生瓦斯气体在测试前已经解析释放到空气中），原生煤层中含有CO2气体；（3）在煤体温度达到70-80℃的时候，开始释放出CH4气体；（4）在煤体温度达到100-110℃的时候，开始释放出乙烯（C2H4）气体；（5）在煤体温度达到130-140℃的时候，开始释放出非常少量的乙烷（C2H6）和丙烷（C3H8）气体；（6）测试过程没有检测出乙炔（C2H2）气体。
煤层自燃倾向性的鉴定方法
煤层自燃倾向性的鉴定方法(图文)我国目前预测自然(1)在实验室确定自燃倾向性等级;(2)根据本矿或条件相似(近)矿井或采区的已有的自然发火的统计资料，确定待采(或本)煤层的自然发火期。
发火的方法有：一、煤层自燃倾向性的鉴定方法1992年版的《煤矿安全规程》执行说明规定采用吸氧量法。
即“双气路气相色谱仪吸氧鉴定法”，鉴定结果按表10-4-1分类(方案)确定自燃倾向性等级。
[最专业的安全生产管理-风险世界网]二、煤层自然发火期的估算方法及其延长途径1、煤层的自然发火期估算方法目前我国规定采用统计比较和类比的方法确定煤层的自然发火期。
其方法如下：(1)统计比较法，矿井开工建设揭煤后，对已发生自然发火的自然发火期进行推算，并分煤层统计和比较，以最短者作为煤层的自然发火期。
计算自然发火期的关键是首先确定火源的位置。
此法适用于生产矿井。
(2)类比法，对于新建的开采有自燃倾向性的煤层的矿井，可根据地质勘探时采集的煤样所做的自燃倾向性鉴定资料，并参考与之条件相似区或矿井，进行类比而确定之，以供设计参考。
此法适用于新建矿井。
2、延长煤层自然发火期的途径煤炭自燃的发展过程受自燃倾向性(即低温时的氧化性)、堆积状态、通(漏)风强度(风量和风速)以及与周围环境的热交换条件等多种因素影响，其发展速度是可以通过人为措施而改变的，因此，煤层的自然发火期是可以延长的。
其途径有：1)减小煤的氧化速度和氧化生热，减小漏风，降低自热区内的氧浓度;选择分子直径较小、效果好的阻化剂或固体浆材，喷洒在碎煤或压注至煤体内使其充填煤体的裂隙，阻止氧分子向孔内扩散。
2)增加散热强度，降低温升速度。
增加遗煤的分散度以增加表面散热量;对于处于低温时期的自热煤体可用增加通风强度的方法来增加散热;增加煤体湿度。
三、外因火灾预测外因火灾预测可遵循如下程序：(1)调查井下可能出现火源(包括潜在火源)的类型及其分布;(2)调查井下可燃物的类型及其分布;(3)划分发火危险区(井下可燃物和火源(包括潜在火源)同时存在的地区视为危险区)。
采空区煤体自燃预测预报方法有哪些？
采空区煤体自燃预测预报方法有哪些？煤层自燃防治是一项复杂的综合系统工程，如果在开采过程中出现煤层自燃火灾，必然造成重大的经济损失，同时不可避免地影响整个矿井的正常生产。
通过分析综采工作面煤层自燃发火的原因及特点，对煤体的自燃危险性进行预测与预报。
根据煤体自燃初期的物理与化学变化，采用温度分析法与束管气体分析法对煤体自燃进行前期预报。
准确预测预报能够为消除自燃隐患赢得时间，当综采工作面采空区存在自燃发火迹象或发火区域时，只有准确分析和确定发火位置及范围，才能采用合适的防灭火技术措施对自燃火灾进行针对性的治理。
温度分析法a）煤巷易氧化区域与自燃隐患位置的红外探测法。
由于煤炭自燃邻近温度为70℃~80℃，确定初步预报值为30℃，当温度继续升高到40℃时报警，b）采空区温度分析法。
采空区温度能直接反映出采空区内遗煤及矸石的氧化自热程度，通过在采空区埋设温度传感器分析采空区的温度分布及变化规律，掌握采场遗煤的自热氧化状态，为防止遗煤自燃提供科学依据。
火灾束管检测法目前国内普遍采用束管检测系统连续检测井下采空区内遗落煤体的自燃特征参数，该系统具有连续监测、自动取样的优点，能够对井下任意地点的O2、CO、CO2、N2、CH4、C2H2、C2H6、C3H8等气体含量进行实时连续监测，通过分析确定火灾标志气体并及时预测发火点的温度变化，为制定采场防灭火措施提供科学依据。
针对煤层自然发火的必要条件，徐州吉安研发出普瑞特防灭火新技术。
普瑞特防灭火新技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。
一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。
2024年矿山火灾及防治技术（3篇）
2024年矿山火灾及防治技术随着全球工业化进程不断加快，矿山作为重要的资源开采地，也面临着越来越多的挑战。
其中最为严重的就是矿山火灾。
矿山火灾不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会对环境造成严重影响。
因此，科学有效地防治矿山火灾成为了亟待解决的问题。
本文将对2024年矿山火灾及防治技术进行探讨。
首先，我们需要了解矿山火灾的主要原因。
矿山火灾主要由以下几个方面引发：一是矿区内可燃气体的存在。
很多矿井中存在着可燃气体，如瓦斯、甲烷等，这些气体只要一遇到火源就会发生爆炸。
二是矿山设备的故障或失效。
矿山中运行着各种设备，如果设备存在问题，如电线老化、电线接触不良等，就有可能引起火灾。
三是人为原因，如矿工使用明火作业、抽烟等不当行为。
因此，我们需要采取一系列的防治措施。
首先，加强矿山可燃气体的监测和预警。
2024年，随着科技的发展，矿山可燃气体监测技术将进一步提高。
目前，常见的矿山可燃气体监测方法有点式可燃气体检测器、红外线可燃气体检测器等。
这些监测器能够迅速、准确地检测到可燃气体的存在，并发出预警信号。
同时，矿山还需要建立完善的监测系统，通过数据分析，及时判断矿区是否存在可燃气体积累，以提前采取相应措施。
其次，提高矿山设备的安全性能。
在2024年，我们有理由相信矿山设备的安全性能将得到进一步提高。
首先，矿山设备需要进行定期的维护和检修，确保设备的正常运行。
同时，矿山需要加强设备的监控系统，实时监视设备的运行状态，一旦发现异常情况，及时采取措施进行修复或更换。
此外，矿山设备的设计也需要更加注重安全性能，例如采用防爆材料、防火材料等，以减少火灾的发生。
第三，加强矿工的安全教育和管理。
矿工是矿山工作的主体，他们的安全意识和行为举止直接影响矿山火灾的发生。
在2024年，矿山需要加强对矿工的安全教育和培训，提高矿工的安全意识。
同时，加强对矿工的管理，建立严格的工作纪律，禁止矿工在无烟区吸烟、禁止明火作业等。
此外，矿山还需要加强巡查和检查力度，及时发现和处理违规行为，以减少火灾的发生。
矿山火灾及防治技术（三篇）
矿山火灾及防治技术矿山火灾是矿山安全工作中的重大隐患之一，一旦发生火灾，不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会影响矿山的正常生产和运营。
因此，矿山火灾的防治技术至关重要。
本文将从火灾的危害性、火灾防治技术和矿山火灾的防治经验三个方面进行介绍。
一、矿山火灾的危害性1.人员伤亡：矿山火灾一旦发生，可能导致人员被困、中毒、烧伤等，严重的情况下还会造成人员的死亡。
2.财产损失：火灾发生后，矿山设备、建筑物等可能被烧毁，导致巨大的经济损失。
3.环境污染：火灾所产生的煤尘、烟雾、有毒气体等会对周围的环境造成污染，危害周边居民的健康。
二、矿山火灾的防治技术1.火灾预防技术矿山火灾的预防是最有效的火灾控制手段之一。
在进行火灾预防时，可以采取以下措施：(1)加强安全教育培训：提高矿工的安全意识，增强对火灾预防的重视程度。
(2)严格执行工作规程：制定详细的矿山安全操作规程，并对矿工进行培训，确保规程的有效执行。
(3)定期检查设备设施：定期对矿山设备设施进行检查和维护，及时发现并消除潜在的火灾隐患。
2.火灾监测技术火灾监测是及早发现和及时报警的关键环节，常用的火灾监测技术包括烟雾监测、温度监测和气体监测。
(1)烟雾监测：通过安装烟雾传感器，在矿山内部关键位置进行烟雾监测，一旦发现烟雾，及时报警。
(2)温度监测：通过安装温度传感器，对矿山设备设施的温度进行实时监测，一旦温度异常，及时报警。
(3)气体监测：通过安装气体传感器，对矿山中的有毒气体进行监测，一旦发现有毒气体超标，及时采取措施进行处理。
3.火灾扑救技术一旦发生火灾，需要采取措施进行扑救，常用的火灾扑救技术包括水雾灭火、干粉灭火、泡沫灭火等。
(1)水雾灭火：通过喷射水雾进行灭火，具有散热、降温的效果，适用于大面积火灾。
(2)干粉灭火：通过喷射干粉将火源覆盖，剥夺火源燃烧所需的氧气，达到灭火效果。
(3)泡沫灭火：通过泡沫覆盖火源，阻隔火源与氧气接触，达到灭火效果，适用于液体火灾。
煤自燃火灾指标气体预测预报的几个关键问题探讨
煤自燃火灾指标气体预测预报的几个关键问题探讨
许延辉;许满贵;徐精彩
【期刊名称】《矿业安全与环保》
【年(卷),期】2005(32)1
【摘要】煤自燃火灾严重威胁着煤炭工业的安全.为了扼制该类火灾的发生,煤自燃火灾指标气体的早期预测预报功能越来越受到人们的重视.为此系统地介绍了解决影响煤自燃火灾指标气体应用中的几个关键问题的方法,为煤自燃火灾的早期预测预报提供指导.
【总页数】4页(P16-18,24)
【作者】许延辉;许满贵;徐精彩
【作者单位】西安科技大学,陕西,西安,710054;西安科技大学,陕西,西安,710054;西安科技大学,陕西,西安,710054
【正文语种】中文
【中图分类】TD75+2.2
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气体分析法预测预报煤炭自燃
煤炭氧化自燃不仅会引发矿井火灾，破坏井下绿色开采环境，甚至还将导致瓦斯爆炸，严重威胁工作人员的生命健康，造成煤炭资源的浪费。
在实践中，检测煤层或煤堆排出的气体浓度是公认的一种跟踪与预测煤炭自燃与自热的有效方法。
大量的研究表明：煤炭低温氧化过程中释放的CO2和CH4气体有些是氧化产生的，有些是煤炭中本身就存在的，同时它们的浓度变化规律不强，因此，CO2和CH4不能作为预测预报煤炭自燃的指标气体。
但是，一些研究表明：可以通过煤炭氧化过程中释放的CH4、C2H6、C3H8、C4H10等烷烃气体的浓度比值对煤炭自燃发展阶段进行判断，这一指标通常被称为链烷比。
链烷比主要分为两类：一类为C2H6、C3H8、C4H10与CH4的浓度比值；一类为C3H8、C4H10与C2H6的浓度比值。
实际应用中应该选择哪个比值作为判定指标需根据不同矿区的实际情况决定。
生产实践中采用最多的预测预报煤炭自燃的指标气体是CO，有两方面的原因：一是煤炭氧化时在较低温度（30～40℃）下即可产生CO；二是CO生成量和温度之间呈指数变化关系，具有一定的规律性和可测性。
通过气体分析法，一旦发现煤炭有自燃征兆，可以采用徐州吉安研发的普瑞特防灭火技术，该技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。
一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。