第二讲 煤的自燃及测试方法

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煤的自燃及测试方法

煤的自燃及测试方法
外因因素:指煤在氧化过程中的通风供氧和热交换的条件。
因此,煤炭自燃必须同时满足四个条件: 1)煤本身要有自燃倾向性;(有自燃倾向性的煤呈破碎堆积) 2)要有连续的供氧条件; 3)热量易于积聚; 4)足够的氧化时间。
3.1 煤炭自燃倾向性影响因素
影响煤炭自燃倾向性的因素(内因因素)主 要有: 1)煤的变质程度 2)煤的水分 3)煤岩成分 4)煤的含硫量 5)煤的粒度、孔隙度与脆性
在柱箱温度为105℃的条件下处理1.5h。 (2)吸氧量的测定 将处理好的煤样,在柱箱温度为30℃,热导温度为80-100℃,载气氮流
量为30±0.5cm3/min,吸附氧气流量为20±0.5cm3/min的条件下,吸附氧 气20min后,测定脱附峰面积S1;
将煤样倒出,在相同的条件下,同一样品管空管吸附氧气5min,测定脱 附峰面积S2;根据S1、S2计算吸氧量值。
因此。影响煤炭自燃的外因因素也是不可忽视的。
4.1影响煤炭自燃的外因因素:
影响煤炭自燃的外因因素主要有: 1)煤层地质赋存条件 2)地质构造的破坏程度 3)围岩性质 4)采掘技术因素 5)通风条件
3.2煤的自燃倾向性鉴定
鉴定煤的自燃倾向性对于掌握自燃火灾的发生规律,有 针对性地采取防火措施具有重要意义。
我国《煤矿安全规程》(第209条)第228条规定: 煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。 新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供 煤样和资料送国家授权单位作出鉴定,鉴定结果报省(自治 区、直辖市)煤矿安全监察机构及煤炭管理部门备案。 生产矿井延深新水平时,必须对所有煤层的自燃倾向性 进行鉴定。 开采容易自燃和自燃煤层的矿井,必须采取综合预防煤 层自然发火的措施。 目前常用的测试方法有:

煤层自燃倾向性的鉴定方法

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。

煤层自然发火预测预报技术-第一、二讲

煤层自然发火预测预报技术-第一、二讲

第二讲:煤层自然发火危险性 评价技术
自然倾向性评价 危险性评价 开采时期的自燃危险性评价 煤层最短自然发火期评价
一.煤自然倾向性评价技术


煤自燃倾向性是煤自然发火危险性评价的首要指标,表征 了煤层开拓之前自然发火的可能程度,反映了煤自身的物 理化学性质与其自然发火特性之间的关联性。 世界各主要采煤国对煤自燃倾向性的鉴定方法和界定指标 都做了明确规定。但由于受煤自身物理化学诸多因素的影 响,各国都依据本国的具体条件,制定了相应的鉴定方法 (如奥氏法、静态吸氧法、量热法、动态吸氧法、交叉点 温度法、绝热氧化法等)。
参数 煤自燃倾向性差热分析分类法 最易自燃 自燃 最不易自燃
交叉温度(℃)
第二段梯度 跃迁点温度(℃) WITS-EHAC指数
100
1.46 163 5.65
134
1.17 187 4.47
181
1.03 200 3.09
一.煤自然倾向性评价技术
7. 流态色谱吸氧法
流态色谱吸氧法是我国
现行的煤自燃倾向性鉴定方 法。它以煤在低温下吸附流
煤层自然发火预测预报技术
第一讲:自然发火机理
外因火灾
矿井火灾
内因火灾 (自然发火)
一.自然发火及其条件
煤炭及其包含的可燃 物(如硫化矿物等)接触 空气后,发生化学反应 (吸氧、氧化、生热等) 和物理作用(散热、聚热) 而形成的火灾。
现象: 温度升高 湿度增加 出现煤焦油味 人体感到不适或出现某些 病理现象 出现烟雾或明火
100
温度 ℃
一.煤自然倾向性评价技术
4. 着火点法
着火点法实际上就是利用煤炭经过氧化后(空气或其它氧化
剂)其着火点温度相对降低的原理进行分类。煤炭经过一定氧化

煤炭燃烧专业知识讲座

煤炭燃烧专业知识讲座
煤炭燃烧造成旳污染主要为还原型。
污染防治
针对污染旳危害种类,降低大气污染又分 两个层面:
一方面是污染物排放量旳绝对降低,如脱 硫、脱氮技术、烟气除尘、高效低污染燃烧 器等,均是经过多种措施降低硫氧化物、氮 氧化物及粉尘旳排放;
另一方面则是经过提升能源利用率,降低 燃料使用量,从而到达减缓或降低污染物排 放旳目旳,如煤旳多种先进燃烧技术等。
一、层状燃烧
层状燃烧是一种最古老旳燃烧方式,特点是 煤置于炉排上形成一定厚度旳燃料层,燃烧过程 中煤不离开燃料层。燃烧所需空气由炉排下面送 入,经过炉排间隙进入燃料层和煤发生反应,所 产生热烟气穿过燃料层进入炉膛。因为煤旳颗粒 分布不均匀,一定旳气流速度下,总有一小部分 细颗粒被吹到炉膛中,形成悬浮燃烧。因为燃料 层中总是贮备有大量热旳正在燃烧旳煤颗粒,燃 烧旳稳定性很好,变化通风强度可实现负荷旳变 化调整。但通风强度会影响燃烧旳稳定性。
度。要使料层到达流态
化,气流速度W必须满
足:Wmf<W<Wt。
流态化燃烧特点
• 燃烧稳定,煤种适应性广。流态化燃烧几 乎能够燃烧一切种类旳固体燃料。
• 沸腾床传热强烈,可节省受热面钢材,降 低锅炉体积和降低投资。
• 能够控制燃烧过程中产生旳污染物排放, 有利于环境保护。
• 沸腾炉渣可综合利用。
四、煤浆燃烧
第四节 煤炭燃烧设备
• 煤旳燃烧设备种类较多,可分为锅炉、工业窑 炉、饮食灶具及其他燃烧设备等,其中锅炉是 煤燃烧设备中应用最广、煤炭消耗最多旳设备 形式。
• 锅炉亦可称蒸汽发生器,它是一种主要以生产 蒸汽或热水为目旳旳换热设备。燃料在炉内燃 烧,将本身化学能转化为燃烧产物旳热能,高 温燃烧产物与锅内水进行热互换,将水加热成 热水或汽化为蒸汽。这些热水或蒸汽或作为热 载体或作为动力用于多种工业过程。

第二章 煤的自燃及其特性

第二章 煤的自燃及其特性
若顶板易于垮落,垮落后能够严密地充填采空区并很快被压实, 火灾就不易形成,即使发生,规模也不会很大。
采掘技术因素
采掘技术因素对自燃危险性的影响主要表现在采区回采速度、回采 期、采空区丢煤量及其集中程度、顶板管理方法、煤柱及其破坏程度、 采空区封闭难易等方面。 采煤方法影响煤炭自燃主要表现在煤炭回采率的高低和回采时间的长 短等,丢煤愈多、浮煤越集中的采煤方法越易引起自燃。
通风管理因素
通风因素的影响主要表现在采空区、煤柱和煤壁裂隙漏风。 矿井通风网络结构简单,风网阻力适中,主要通风机与风网匹配,通风 设施布置合理,通风压力分布适宜的通风系统可以大大减少或消除自然 发火的供氧因素,主要表现在: 从全矿井网络结构来看,开采自燃煤层的大中型矿井,以中央分列式 和两翼对角式通风为好; 采区应是分区通风,即采区之间是一个并联子系统,而不应是串联, 应尽量避免角联; 主要通风机与风网匹配主要通风机压力最好保持在2kPa以下; 后退式“U”形、“W” 形通风方式有利于防治自燃,“Y” 形和“Z” 形 通风方式易促进采空区自燃; 通风设施布置合理是指风门、风墙、调节风门等通风构筑物及设施位 置恰当、布局合理。一般来说,以减小采空区或火区进回风密闭墙两侧 通风压差为准。
煤层倾角
开采急倾斜煤层比开采缓倾斜煤层易自燃 ; 原苏联库兹涅茨矿区75%的自燃火灾发生在45°~90°倾角的煤层中; 德国鲁尔矿区81.5%的自燃火灾发生在36°~90°倾角的煤层内;
原因:
倾角大的煤层受到地质作用影响比较大,使得煤层在开采过程中比较容易破 碎 倾角大的煤层频繁发生自燃还因为急倾斜煤层顶板管理困难,采空区不易充 严,煤柱也不易保留,漏风大
第二节 煤自燃假说
黄铁矿作用假说
黄铁矿作用假说最早由英国人普洛特 (Polt和Berzelius)于17世纪提出,是 第一个试图解答煤自燃原因的假说,曾在19世纪下半叶广为流传。它认为煤的自 燃是由于煤层中的黄铁矿(FeS2)与空气中的水分和氧相互作用放出热量而引起 的。

煤炭自燃

煤炭自燃

色谱吸氧法
煤在一定温度下,吸氧 量越大,表明越容易被 氧化,因此就越容易自 燃,这就是吸氧量法的 根据。以60℃时煤在4h 内的吸氧量作为自燃倾 向性的主要指标,而以 60℃与30 ℃的吸氧量之 差作为辅助指标,将煤 的自燃倾向性分为4个等 级,见表2-1。
色谱吸氧法是根据 煤低温时吸附氧为 单分子层物理吸附 的原理,应用双气 路气相色谱分析检 测技术,测定约定 温度下吸附流态氧 量的大小,区分煤 的自燃倾向性级别 的方法。自燃倾向 性分类表如图2-3、 2-4所示。
课题二、煤炭自燃
课题二、煤炭自燃
课题二、煤炭自燃
课题二、煤炭自燃
单元三 矿井火灾防治
矿井 火灾 防治
课题二 煤炭自燃
课题二 煤炭自燃
(一)煤炭自燃的基本条件
1 2 3 4
具有自燃倾向性的煤炭呈破碎堆积状态
有连续的通风供养条件,维持煤炭氧化过程的发展
温度积聚氧化生成热量,使煤的升高

同时具备上述三个条件时,还要大于煤的自燃发火期
课题二、煤炭自燃
(二)煤炭自燃的过程 (附示意图)
准备期
自热期
燃烧期
当煤温达到着火温度(无烟煤大于400℃、烟煤320 ~380 ℃、 褐煤小于300 ℃)时,煤就着火燃烧起来,即进入燃烧阶段。 这时出现一般的着火现象:明火、烟雾,产生一氧化碳、二 氧化碳以及各种可燃气体,火源中心处的煤温可高达1000 ~ 2000 ℃。
课题二、煤炭自燃
课题二、煤炭自燃
吸氧量法
双氧水法
双氧水法是根据煤与双氧 水反应时升温速度不同为 原理来分类的。易自燃的 煤与双氧水反应初期温度 微微上升,到50 ℃以后 温度迅速上升,最后可达 到90 ℃以上;不易自然 的煤与双氧水反应,温度 上升几度或十几度之后, 经过一段时间即自行下降。 根据煤与双氧水反应温度 上升及其特性,划分煤的 自燃倾向性为3个类别, 见表2-2。

煤自燃参数 -回复

煤自燃参数 -回复

煤自燃参数-回复引言:煤是一种重要的能源资源,广泛应用于发电、钢铁冶炼和工业生产等领域。

然而,煤在储存和运输过程中容易发生自燃现象,造成财产损失和环境污染。

为了有效预防和控制煤的自燃,研究人员对煤的自燃参数进行了深入的研究。

本文将一步一步回答关于煤自燃参数的问题。

第一部分:煤的自燃概述第一节:煤自燃的定义和现象自燃是指物质在无外源热量的情况下,自行燃烧的现象。

煤的自燃可产生大量高温烟气和有害气体,同时释放热量,进而使燃烧过程不断加剧。

第二节:煤自燃的危害和原因煤自燃不仅造成财产损失,还可能引发火灾事故。

煤自燃的主要原因包括:煤的内部组分、煤的物理特性、煤的储存方式、煤的湿热环境等。

第二部分:煤的自燃参数第一节:煤的燃烧特性参数煤的燃烧特性参数是煤自燃的基础,包括点火温度、燃烧速率、燃烧温度、烟气产物等。

第二节:煤的热分解参数煤的热分解参数是研究煤自燃机理的重要依据,包括预热温度、热解速率、裂解产物等。

第三节:煤的活化能参数煤的活化能参数是描述煤发生自燃反应所需的能量,包括反应活化能、反应速率等。

第四节:煤的温升参数煤的温升参数是描述煤自燃过程中产生的温升情况,包括起燃温度、发热速率等。

第三部分:煤自燃参数的测试与研究方法第一节:物理试验方法物理试验方法是通过实验手段对煤的自燃参数进行测试,包括热重-差热分析、恒温实验等。

第二节:数值模拟方法数值模拟方法是利用计算机技术对煤的自燃参数进行研究,包括多相流模型、热传导模型等。

第三节:综合研究方法综合研究方法是将物理试验和数值模拟相结合,以获得更准确和可靠的煤自燃参数数据。

第四部分:煤自燃参数的应用与控制第一节:煤自燃参数的应用煤自燃参数的研究成果可用于煤矿安全管理、发电厂运行控制和煤炭储运管理等方面,提高煤炭行业的安全性和经济性。

第二节:煤自燃参数的控制煤自燃的控制包括煤炭的储存方式优化、通风和湿度的控制、火灾自动报警和灭火系统的建设等,防止和减少煤自燃造成的损失。

7煤的自燃倾向性及发火期

7煤的自燃倾向性及发火期
9
4、确定煤自燃发火期的方法 确定自然发火期的方法
统计比较法 类比法 实验室测定法 综合法
10
4、确定煤自燃发火期的方法
统计比较法:通过对煤层的自燃情况作认真的统计和记录, 将同一煤层发生的各项自燃火灾逐一比较,以其发火时间最 短者作为该煤层的自然发火期,一般以月为单位。
类比法:根据地质勘探时采集的煤样所做的自燃倾向性鉴定 资料,并参考煤层、地质条件、赋存条件和开采方法与之相 似的采区或矿井,进行类比估算。
煤的自燃倾向性及发火期
1、煤的自燃倾向性
煤的自燃倾向性:煤自燃难易程度,是煤低温氧化性的体现,是煤的内在 属性之一 ;
《煤矿安全规程》规定:新建矿井的所有煤层和生产矿井延深新水平时, 必须对所有煤层的自燃倾向性进行鉴定;
科学地鉴定煤自燃倾向性对于矿井防灭火和煤炭储运过程是至关重要的。
1
2、煤自燃倾向性的测试方法
着火点温度降低值法 双氧水法 色谱吸氧鉴定法 氧化动力学测定方法
6
2、煤自燃倾向性的测试方法——色谱吸氧法
以1g干煤在常温(30℃)、常压下的物理吸附氧量作为分类的主要指
标,并综合考虑干燥无灰基挥发分及含硫量来对煤的自燃倾向性进行
分类。
煤样干燥无灰基挥发分Vdaf>18%时自燃倾向性分类
自燃倾向性分类
容易自燃 自燃
不易自燃
判定指数I
I<600 600≤ I≤1200
I>1200
8
3、煤自燃发火期
煤的自然发火期是煤炭自然发火危险性的时间量度,即煤体 从暴露在空气环境之时起到自燃(温度达到该煤的着火点温 度)所需的时间。
煤的最短自然发火期是指煤矿矿井某一煤层自然发火观察和 记录的数据中最短的一个时间值。

采空区煤自然发火的规律研究方法(二)

采空区煤自然发火的规律研究方法(二)

采空区煤自然发火的规律研究方法(二)采空区煤自然发火的规律研究方法引言在煤矿开采过程中,采空区是指经过采煤后形成的空洞区域。

由于采空区内的煤体受到氧气、湿度等环境因素的影响,有可能自然发火,进而引发火灾事故。

因此,研究采空区煤自然发火的规律具有重要意义。

本文将介绍几种常用的研究方法。

方法一:理论研究法理论研究法是通过分析和归纳已有的理论知识,总结采空区煤自然发火的规律。

具体包括但不限于以下几个方面:•通过分析煤的化学成分、煤的发火点、煤的自燃温度等因素,探讨采空区煤自然发火的可能性。

•研究采空区煤自然发火与周围环境因素,例如氧气浓度、温度、湿度等之间的关系。

•探讨煤的自然发火机理,例如煤体内部温度升高、氧化反应等过程对采空区煤自然发火的影响。

实验模拟法是通过建立合适的实验模型,模拟采空区煤自然发火的过程,从而研究其规律。

具体步骤如下:1.设计实验模型,包括采空区的几何形状、煤体的性质、环境因素等参数。

2.设置合适的实验条件,例如氧气浓度、温度、湿度等,以及合适的观测方法和设备。

3.进行实验,记录和分析实验数据,观察采空区煤自然发火的规律。

4.结合实验结果,对采空区煤自然发火的规律进行总结和归纳。

方法三:现场观测法现场观测法是通过实地考察和观测采空区,研究其自然发火的规律。

具体步骤如下:1.选择合适的采空区煤自然发火风险较大的煤矿或采煤工作面。

2.在现场进行详细观测,包括环境因素、煤体情况等方面的记录和分析。

3.采集相关样品进行实验室化学分析,以确定煤体的自燃特性。

4.结合观测数据和实验结果,总结采空区煤自然发火的规律。

数值模拟法是通过建立数学模型和计算方法,模拟采空区煤自然发火的过程,研究其规律。

具体步骤如下:1.建立合适的数学模型,包括煤体的物理属性、热传导、气体流动等方面的参数。

2.选取适当的计算方法,例如有限元法、计算流体力学等数值模拟方法。

3.进行数值计算,模拟采空区煤自然发火的过程,并得到相应的数值结果。

煤炭自燃条件

煤炭自燃条件
四、熄灭 及时发现,采取有效灭火,煤温降至燃点以下,燃烧熄灭
燃烧
风化 时间
第二节 煤炭自燃的理论基础
6 煤的自燃过程----特征 1)、潜伏(自燃准备)期 物理吸附,放热少,无宏观表现
2)、自热阶段
(1)氧化放热较大, 煤温、环境( 风、 水、 煤壁) 温度升高; (2)产生CO、 CO2 和碳氢类气体, 并散发出煤油味和其他芳香气味; (3)有水蒸气生成, 火源附近出现雾气, 遇冷会在巷道壁面上凝结成 水珠,出现所谓“ 挂汗“ 现象; (4) 微观结构发生变化。 3)燃烧 生成大量的高温烟雾, 其中含有CO、CO2 以及碳氢类化合物。 4)熄灭 若煤温达到自燃点, 但供风不足, 则只有烟雾而无明火, 此即
阶段起一定的影响, 既有加速氧化, 也有阻滞氧化因素。 煤中硫和其它矿物质--煤中含有的硫和其他催化剂, 则会加速煤的
氧化过程。
第二讲 煤炭自燃的理论基础
5 影响煤炭自然发火的因素 二、开采技术 矿井开拓方式----两翼对角比中央并列式有利于防火 采区巷道布置----留煤柱大小,沿空掘巷(留巷)。 回采方法、回采工艺----放顶煤、综采、炮采等,回采率和工作面 推进速度。 工作面通风方式----“U”型比“Y”型
为干馏或阴燃
第二讲 煤炭自燃的理论基础
本讲主要内容
1、自然发火,煤层自然发火期,2、煤炭自燃的充要条件。 3、煤炭自燃的影响因素。4、煤的自燃过程及特点。
思考题
1、什么是自然发火,什么是煤层自然发火期? 2、试述煤炭自燃的充要条件。 3、试述煤炭自燃的影响因素。 4、简述煤的自燃过程及特点。
3)温度不变条件下,吸氧速度常数随时间按指数规律衰减:
U U1 H
4)吸氧速度常数U与煤自身温度之间符合幂函数关系:

第2章 煤的自燃及特性解读

第2章 煤的自燃及特性解读

第二章煤的自燃及其特性煤自燃是煤矿生产中的主要自然灾害之一。

自十七世纪以来,人们就开始对煤的自燃现象进行研究,提出了解释煤自燃的多种假说,但由于煤的化学结构非常复杂,人们至今还不能完全阐述清楚煤的自燃机理。

尽管如此,人们仍在对煤的自燃机理孜孜探求。

近些年来通过对煤自燃的宏观特性(氧化产热量、产物和耗氧量)与煤自燃过程中微观结构(官能团、自由基)的变化特征的深入研究,对煤自燃的认识不断深入。

本章将较全面地介绍煤炭自燃研究方面的新进展,较深入地对煤自燃过程及影响因素进行分析,较系统地阐述煤在低温氧化过程中的自燃特性和煤自燃倾向性、自然发火期等的测试与确定方法。

第一节煤的基础特性煤的自燃特性是由其基础特性决定的。

在对煤的自燃特性进行研究之前,有必要了解一下煤的形成、分类、组成特点、热物理性质和表面特性等相关知识。

一、煤的形成及分类煤是由植物形成的。

根据成煤植物种类的不同,煤主要可分为两大类[1],即腐殖煤和腐泥煤。

由高等植物形成的煤称为腐殖煤,它分布最广,储量最大;由低等植物和少量浮游生物形成的煤称为腐泥煤。

通常所讲的煤,就是指腐殖煤。

由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程,一般需要几千万年到几亿年的时间。

转化次序是:植物、泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。

整个成煤作用可划分为几个阶段:植物向泥炭转化作用过程,泥炭向褐煤的转化为成岩作用过程,褐煤向烟煤、无烟煤的转化成为变质作用过程,成岩作用和变质作用又合称为煤化作用过程。

中国煤炭分类[2],首先按煤的干燥无灰基挥发分>37%、>10%、≤10%,将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。

然后烟煤又按挥发分>10%~20%、>20%~28%、>28%~37%和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤,同时还根据表征烟煤煤化程度的参数(粘结指数、胶质层最大厚度或奥亚膨胀度),将烟煤划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤。

第二章 煤的自燃

第二章 煤的自燃
煤样:亚硝酸钠:联苯胺(NH 2COH4NH2)=1:0.75:0.025(重量比) 氧化煤样:
取lmg煤样与浓度为30%的双氧水(H2O2)0.5mL混合密封,放置于暗处氧 化24h,然后再暴露于空气中2h,使双氧水蒸发,最后置放于温度为50℃的真空 干燥箱内,经干燥后的煤样与亚硝酸钠(NaNO2)按1:0.75(重量比)配制即
裂隙以及煤巷局部冒高,在棚梁上形成浮煤堆积的地方。
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2020/4/24
第二章 煤的自燃
3 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类
3.2 煤的自燃倾向性鉴定方法
鉴定煤的自燃倾向性对于掌握自燃火灾的发生规律, 有针对性地采取防火措施具有重要意义。
目前常用测定煤的自燃倾向性的方法有:
1)着火温度降低值测定法 2)吸氧量测定法
一定含量的水份有利于煤的自燃,而湿度过大,则会 抑制煤的自燃。
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2020/4/24
第二章 煤的自燃
3 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类
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煤的吸氧量与湿度之间的关系
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2020/4/24
第二章 煤的自燃
3 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类
3.1 影响煤的自燃倾向性的因素
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2020/4/24
第二章 煤的自燃
3 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类
3.1 影响煤的自燃倾向性的因素
2) 煤的水份
煤的含水量是影响其氧化进程的重要因素,在煤的自 热阶段,由于水份的生成与蒸发必然消耗相当的热量。煤 体中外在水份没有全部蒸发之前温度很难上升到100℃, 这就是水份含量大的煤炭难以自燃的原因。

第2章 煤的自燃及特性解读

第2章 煤的自燃及特性解读

第二章煤的自燃及其特性煤自燃是煤矿生产中的主要自然灾害之一。

自十七世纪以来,人们就开始对煤的自燃现象进行研究,提出了解释煤自燃的多种假说,但由于煤的化学结构非常复杂,人们至今还不能完全阐述清楚煤的自燃机理。

尽管如此,人们仍在对煤的自燃机理孜孜探求。

近些年来通过对煤自燃的宏观特性(氧化产热量、产物和耗氧量)与煤自燃过程中微观结构(官能团、自由基)的变化特征的深入研究,对煤自燃的认识不断深入。

本章将较全面地介绍煤炭自燃研究方面的新进展,较深入地对煤自燃过程及影响因素进行分析,较系统地阐述煤在低温氧化过程中的自燃特性和煤自燃倾向性、自然发火期等的测试与确定方法。

第一节煤的基础特性煤的自燃特性是由其基础特性决定的。

在对煤的自燃特性进行研究之前,有必要了解一下煤的形成、分类、组成特点、热物理性质和表面特性等相关知识。

一、煤的形成及分类煤是由植物形成的。

根据成煤植物种类的不同,煤主要可分为两大类[1],即腐殖煤和腐泥煤。

由高等植物形成的煤称为腐殖煤,它分布最广,储量最大;由低等植物和少量浮游生物形成的煤称为腐泥煤。

通常所讲的煤,就是指腐殖煤。

由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程,一般需要几千万年到几亿年的时间。

转化次序是:植物、泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。

整个成煤作用可划分为几个阶段:植物向泥炭转化作用过程,泥炭向褐煤的转化为成岩作用过程,褐煤向烟煤、无烟煤的转化成为变质作用过程,成岩作用和变质作用又合称为煤化作用过程。

中国煤炭分类[2],首先按煤的干燥无灰基挥发分>37%、>10%、≤10%,将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。

然后烟煤又按挥发分>10%~20%、>20%~28%、>28%~37%和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤,同时还根据表征烟煤煤化程度的参数(粘结指数、胶质层最大厚度或奥亚膨胀度),将烟煤划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤。

煤自燃及测试方法

煤自燃及测试方法
煤自燃及测试方法
演讲人
目录
01. 煤 自 燃 原 理
02. 煤 自 燃 测 试 方 法
03. 煤 自 燃 预 防 措 施
04. 煤 自 燃 治 理 技 术
煤自燃原理
煤自燃原因
煤的化学成分:煤中含有可 燃物质,如碳、氢、氧等
煤的物理结构:煤的孔隙度 和透气性影响自燃
煤的温度:煤的温度越高, 越容易自燃
水文地质分析:分析煤体周围水文地质条件,
燃对煤体稳定性的影响
判断自燃对地下水资源的影响
煤自燃预防措施
煤层注水
原理:通过向煤层注水, 降低煤层的温度和湿度, 从而降低煤自燃的风险。
效果:煤层注水可以有效 降低煤自燃的风险,提高 煤矿的安全生产水平。
方法:采用高压注水、低 压注水、间歇注水等多种 方法,根据煤层的实际情 况选择合适的注水方式。
0 1 温度,抑制自燃
优点:操作简便,成本低,效果显著
02
适用范围:适用于各种煤层,特别是高
0 3 瓦斯煤层
注意事项:注浆压力、浆液配比、注浆速
04
度等需要严格控制,防止对煤层造成破坏
泡沫灭火技术
01
原理:利用泡沫覆盖燃烧物表面,
隔绝空气,达到灭火目的
02
优点:灭火效率高,对环境ห้องสมุดไป่ตู้响
小,可应用于多种场合
煤的湿度:煤的湿度越高, 越不容易自燃
煤的氧化程度:煤的氧化程 度越高,越容易自燃
煤的埋藏深度:煤的埋藏深 度越深,越不容易自燃
煤自燃过程
煤与氧气接触:煤暴露在空 气中,与氧气发生反应
A
温度升高:随着热量积累, 煤体温度逐渐升高
C
B
热量积累:煤氧化过程中产生 热量,热量在煤体内部积累

煤矿井下煤炭自燃监测方法

煤矿井下煤炭自燃监测方法

煤矿井下煤炭自燃监测方法井下煤炭自燃发火是煤矿生产的主要灾害之一,轻者烧毁煤炭资源、重者造成人员伤亡。

多年来,由于井下特殊的开采环境,使得人们难以预知井下煤炭什么时间可能自燃发火,难以实行有效的预防和控制火灾的措施,致使火灾事故屡见不鲜,给煤矿的安全生产造成了巨大损失。

气体分析法是预测自然发火的最常用手段,检测煤矿井下煤自燃标志性气体,发现有自然发火指标超过或达到临界值及时采取措施进行处理。

其中,标志气体是指由于自然发火而产生或因自然发火而变化的,能够在一定程度上表征自然发火状态和发展趋势的火灾气体,主要包括CO、烷烃气体、烯烃气体和炔烃气体等。

自然发火监测工作,是指以连续自动或人工采样方式监测取自采空区、密闭区、巷道高冒区等危险区域内的气体浓度或温度,定期为矿井提供相关地点自然发火过程的动态信息。

常见的检测标志气体的方法有矿井自燃火灾束管监测系统、煤矿安全监测监控系统和人工检测等方法。

目前煤矿井下煤自燃标志性气体检测手段存在很多缺点,例如,地面束管系统抽气管路长,气样纯度无法保证,束管采样点与人工采样点无法准确对应,人工取样检测又无法实时监控。

针对上述缺点,徐州吉安矿业科技自主研制了ZQC3/6井下束管气体采样装置及监测系统。

主要由井下气体采样装置、数据传输系统和数据处理显示系统三部分组成。

该产品实现了在井下近距离采样、即时显著特点分析、实时监测、准确预警的功能,为煤自燃的早期预测预报和防治工作提供科学的依据。

具有如下特点:(1)更快开机三分钟出结果,便于决策部门及时掌握监控区域气体实况,想要就要,拒绝数据延误;(2)更准近距离采集,智能采样,现场分析,拒绝干扰。

避免气体长距离输送带来的不确定性,可以多种分析结果相互验证;(3)更省一台设备代替一个系统,既节省了硬件采购成本,又避免了布置长距离管路的烦恼,既降低了使用成本,又降低了管理维护成本;(4)更稳全系统结构紧凑,维护简单,运行更加平稳;(5)让决策更科学近距离实时监测,数据及时存储,可以方便准确获取目标区域气体变化的详情,让气体变化趋势尽收眼底,为决策提供更接近事实的数据,让决策更科学。

煤炭燃点测定实验报告(3篇)

煤炭燃点测定实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解煤炭燃点的概念和测定方法。

2. 掌握煤炭燃点测定的实验原理和操作步骤。

3. 学会使用煤炭燃点测定仪,提高实验技能。

4. 分析煤炭燃点与煤炭质量之间的关系。

二、实验原理煤炭燃点是指煤炭在空气中加热至能够自燃的最低温度。

煤炭燃点的高低反映了煤炭的热稳定性和燃烧性能。

本实验采用快速空气加热法测定煤炭燃点,即利用煤炭燃点测定仪,通过快速加热煤炭,使其在空气中达到自燃的温度。

三、实验仪器与材料1. 煤炭燃点测定仪2. 煤炭样品3. 电子天平4. 秒表5. 烧杯6. 滤纸7. 酒精灯8. 铁夹9. 火柴四、实验步骤1. 准备工作:(1)将煤炭样品研磨成粉末,过筛,取适量样品放入烧杯中。

(2)用电子天平称取煤炭样品的质量,记录数据。

(3)将煤炭样品均匀地撒在滤纸上,铺平。

2. 测定燃点:(1)将煤炭燃点测定仪预热至设定温度。

(2)用铁夹夹住滤纸,将煤炭样品放置在铁夹上。

(3)开启煤炭燃点测定仪,开始加热煤炭样品。

(4)观察煤炭样品的变化,记录煤炭样品开始自燃的时间。

3. 数据处理:(1)计算煤炭燃点:燃点 = 自燃时间(s)× 加热速度(℃/s)。

(2)重复实验3次,取平均值作为最终结果。

五、实验结果与分析1. 实验结果:(1)煤炭样品的质量:5.0g。

(2)煤炭燃点测定结果:第一次:580℃第二次:590℃第三次:570℃平均燃点:580℃2. 分析:(1)煤炭样品的燃点较高,说明其热稳定性较好,燃烧性能较好。

(2)实验结果重复性较好,说明实验操作规范,数据可靠。

六、实验讨论1. 影响煤炭燃点的因素:(1)煤炭种类:不同种类的煤炭燃点不同,与煤炭的化学成分有关。

(2)煤炭质量:煤炭质量越好,燃点越高。

(3)实验操作:实验操作不规范会导致测定结果不准确。

2. 提高实验精度的方法:(1)选用高质量的煤炭样品。

(2)严格控制实验操作,确保实验条件一致。

(3)重复实验,取平均值作为最终结果。

第二讲 煤的自燃及测试方法

第二讲 煤的自燃及测试方法
第二讲 煤的自燃及测试方法
2013-9-12
第一节 煤的自燃学说
1)黄铁矿作用学说
黄铁矿作用学说是最早试图打开煤炭自燃之迷的学说之一,它在十七世纪提 出并很快得到了很大的发展。该学说认为:黄铁矿吸氧后体积膨胀,挤碎了煤 块,增大了裂隙,同时黄铁矿吸氧后有水时要发生放热反应,热量聚积,以致煤 的燃烧。
为什么有的煤能自燃,有的煤不会自燃,如:河南焦作的煤不易燃,陕 西铜川、辽宁抚顺、甘肃窑街等的煤易燃。煤炭自燃与否取决于煤本身 的物理化学性质和外部的散热条件。因此煤炭的自燃与否主要取决于两 个因素:
内因因素:指煤本身的自燃倾向性,煤本身的氧化能力和物理化学特征。
煤要自燃,首先必须要有自燃倾向性,即要有自燃的能力。

冷却风化
3)燃烧期(自燃期)
煤温达到着火温度(无烟煤﹥400℃、 烟煤320-380 ℃ 、褐煤﹤300℃)开始 燃烧。
时间 潜伏期 自热 前期 自热 后期
4)冷却风化
煤在氧化过程中,如有良好的冷却散热条件以至温度不能上升,则发生风化。 风化后的煤不再发生自燃。
第三节 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类
2)细菌作用学说
煤炭自燃的起因是细菌求生活动的过程,这种活动能助长煤中有机物的氧化 发酵生热,而导致煤的自燃。
3)酚基作用学说
酚基作用学说认为:煤的有机化合物中,以酚基最易受到氧化,所以最初是 酚基类氧化发热而导致其它有机物的氧化发热。
4)煤氧复合学说
煤中含有一种易于被空气低温氧化的活性物质,这种活性物质的多少,取决 于煤的变质程度的高低,变质程度越高,活性物质就越少。煤接触氧后,活性物 质在低温下与氧化合,放出微热,热量积聚而导致煤的自燃。
0.40 < Vd ≤ 0.70 ≤0.40

煤的自燃及测试方法

煤的自燃及测试方法

测试方法的选择依据
准确性:选择能够准确反映煤自燃特性的测试方法。 可靠性:测试方法应具有可靠性,能够重复提供一致的结果。 简便性:测试方法应简单易行,便于操作和数据处理。 经济性:在满足测试需求的前提下,选择成本较低的测试方法。
实际应用中的注意事项
测试方法的适用范围:不同的测试 方法适用于不同的煤种和自燃环境, 应选择合适的测试方法。
煤的自燃及测试方法
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单击输入目录标题 煤的自燃 煤自燃的测试方法
煤自燃测试方法的比较与选择
煤自燃测试方法的应用实例
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煤的自燃
煤自燃的原理
煤的化学成分和物理结构
煤自燃的三个阶段
煤自燃的影响因素
煤自燃的预防措施
煤自燃的条件
煤的氧化 温度升高 热量积累 达到着火点
煤自燃的影响因素
添加标题
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加入阻燃剂:在煤中加入一些阻燃 剂,如无机盐、有机酸、金属氧化 物等,可以降低煤的燃烧性,从而 起到预防煤自燃的作用。
定期监测:定期对煤堆进行温度和 气体成分的监测,及时发现并处理 自燃的迹象,可以有效地预防煤自 燃的发生。
煤自燃的测试方法
温度测试法
原理:通过测量煤表面温度的变化来判断煤的自燃倾向性 优点:简单易行,可操作性强 缺点:受环境温度影响较大,准确度不高 应用场景:实验室条件下对少量煤样进行自燃倾向性测试
其他测试方法
煤自燃倾向性测定:根据煤样在常温常压下氧化产物的组成和数量判断煤的自燃倾向性。
煤自燃危险性评价:通过实验室模拟煤自燃过程,结合煤的物理、化学性质,对煤自燃危险性进 行评价。
煤自燃预警技术:利用传感器、光谱分析等技术手段,实时监测煤温、氧气浓度等参数,预测煤 自燃趋势。

项目二 煤 炭 自 然 发 火

项目二   煤 炭 自 然 发 火

1、预报煤炭自燃发火的指标气体 指标气体:用仪器分析和检测煤自燃过程中释 放出的气体产物来预报火灾,能反映煤炭自热初级 阶段特征的、用来作为自然发火早期预报的气体。 指标气体必须具备的条件: 此种气体为煤炭氧化生成,而不是煤层中含有和解 析的物质 灵敏性 规律性 可测性 若正常时大气中含有微量的指标气体,则一定要确 定预报的临界指标。
2)增加散热强度,抑制升温速度 煤的升温速度取决于生热量与散热量之比,两者 比值小,则升温速度越慢;反之则升温速度越快。 增加散热途径和散热强度的方法有: 增加遗煤分散度 增加通风强度 增加煤体湿度
二、矿井自然发火等级的确定
《矿井防灭火规范》规定:凡开采自燃煤层的矿 井均属于自燃矿井(或称自然发火矿井)。自燃矿 井按自然发火的危险程度分为四级进行管理。 矿井的自燃危险等级划分如下:
3、三级自燃矿井。 凡符合下列条件之一者,定为三级自燃矿井: (1) 百万吨发火率超过1次; (2)煤层自然发火期小于3个月; (3)百万吨发火率超过0.5次、且自然发火期小于12 个月的下列矿井: ①高瓦斯矿井; ②突出矿井; ③开采厚及特厚煤层的矿井; ④开采急倾斜中厚煤层的矿井; ⑤煤层自然倾向性为Ⅲ级,煤尘爆炸指数在10%以 上的矿井。
2、预报煤炭自燃的参数指标 1)一氧化碳(CO) (1)CO浓度 优点:应用简单。 缺点:CO浓度受风量影响较大,所采用CO浓度 预报自然发火时,要求采样点的风量基本保持不变, 否则难以使用检测结果来判断。 (2)CO的绝对生成量 自然发火系数:CO的绝对生成量,用H表示。 当进风流中CO的含量为零时,只可用下式计算:
任务三 煤的自然发火期及煤层自燃 危险性划分


能进行自然发火的判定 熟悉煤层自然发火期的定义 会进行煤层自然发火期的估算 掌握延长煤层自然发火期的途径 熟悉矿井自然发火等级的确定

煤炭自燃的识别方法和预防的技术措施

煤炭自燃的识别方法和预防的技术措施

煤炭自燃的识别方法和预防的技术措施煤炭自燃初期的识别方法有直接感觉、测定矿内空气成分的变化、测定围岩温度、测定煤炭氧化速度四类。

其中测定矿内空气成分的变化,是早期识别和预报自燃火灾应用最广、而且比较可靠的方法。

采用气体分析法,掌握矿内空气成分的变化,识别和预防自燃火灾的主要内容是测定空气中的一氧化碳、二氧化碳、乙烯气体。

根据一氧化碳浓度、或一氧化碳绝对量、乙烯浓度、一氧化碳或二氧化碳增加量与氧的减少量的比值作为判定自燃火灾发生的参数。

这些气体的测定方法有直接测定法、实验室分析法和自动检测法三种。

直接测定法是采用检定管或测量仪器测定。

实验室分析法是采用高灵敏度、高精度的气体分析一起进行气体检定。

自动检测法是采用束管监测系统或微机控制的火灾预测系统进行矿井火灾集中自动检测。

束管监测系统是由抽气泵将井下的气样通过多芯束管抽到地面,用相应的仪器进行,以对自燃火灾尽快地发出警报。

束关系统的优点是采样及时、连续监测、分析数据可靠、预报准确,当井下断电后仍能保证正常监测工作。

微机控制火灾预测系统由井下探测系统和地面测量站组成。

井下探测系统中有烟雾探测器、一氧化碳分析器、空气温度传感器和风速针。

地面微机对井下信息进行读数显示或打印、贮存。

当任一探测器达到规定的信号值以上时,地面站马上发出声光警报,指出井下某处发生了火灾。

1、开采具有自然发火倾向的煤层时,应采用合理的采煤技术,才能防止煤的自然发火。

选择合理的开拓方式和采煤方法。

开采有自燃倾向的煤层,应采用石门、岩石大巷的开拓方式,这样可以少切割煤层,少留煤柱,又便于封闭、隔离采空区。

如须在煤层中开拓巷道而且服务年限较长,则应进行砌旋。

2、对具有自燃性的煤层,应采用倒退式回采,禁止前进式回采。

要选用回采率高、回采速度快、采空区容易封闭的采煤方法。

所以长壁式采煤方法适于开采有自燃倾向的煤层。

充填法管理顶板,有利于防火。

3、合理布置采区。

在有自燃倾向性煤层中布置采区时,应根据煤层自然发火期的长短和湖采速度来确定采区的尺寸,如果不考虑煤层的自然发火期,盲目加大采区的走向长度,往往还没采完,采空区就已经自燃。

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2)细菌作用学说
煤炭自燃的起因是细菌求生活动的过程,这种活动能助长煤中有机物的氧化 发酵生热,而导致煤的自燃。
3)酚基作用学说
酚基作用学说认为:煤的有机化合物中,以酚基最易受到氧化,所以最初是 酚基类氧化发热而导致其它有机物的氧化发热。
4)煤氧复合学说
煤中含有一种易于被空气低温氧化的活性物质,这种活性物质的多少,取决 于煤的变质程度的高低,变质程度越高,活性物质就越少。煤接触氧后,活性物 质在低温下与氧化合,放出微热,热量积聚而导致煤的自燃。
第二讲 煤的自燃及测试方法
2013-9-12
第一节 煤的自燃学说
1)黄铁矿作用学说
黄铁矿作用学说是最早试图打开煤炭自燃之迷的学说之一,它在十七世纪提 出并很快得到了很大的发展。该学说认为:黄铁矿吸氧后体积膨胀,挤碎了煤 块,增大了裂隙,同时黄铁矿吸氧后有水时要发生放热反应,热量聚积,以致煤 的燃烧。
自燃倾向 性等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ


同一 实验室 0.05
≥2.00 <2.00
1)含可燃挥发分≤18.0%。
ZRJ-1型流态色谱吸氧仪器
专用标准样品管结构示意图
第四节 煤层自燃危险程度及自然发火期
如前所述,煤炭的自燃与否,主要取决于煤炭本身的自燃倾向性,煤本身 的物理化学性质和外部的漏风供氧和热交换的条件。 因此,煤的自燃取决于两个因素:一个是内因因素,即煤炭自燃倾向性; 一个是外因因素,即煤炭氧化过程中的连续供氧和蓄热的条件。 内因的影响因素是先天的因素,是在成煤之前或在成煤的过程中就已 经存在了的。如前面所述:煤的变质程度、煤的水分、煤岩成分、煤的含 硫量、煤的粒度、孔隙度与脆性等 。 而外因的影响因素则是后天的因素,主要包括:地质变动、煤层赋存 条件、开拓开采条件和通风条件等的影响。 实验证明,一个煤层或矿井自然发火的危险程度并不完全取决于煤的自 燃倾向性,在一定程度上还受煤层的地质赋存条件、开拓、开采和通风条 件的影响。一个弱自燃倾向性的矿井,如果不重视安全工作,乱采乱伐, 四处漏风,则煤炭自燃发火的几率可能要比一个强自燃倾向性的矿井大。 因此。影响煤炭自燃的外因因素也是不可忽视的。
为什么有的煤能自燃,有的煤不会自燃,如:河南焦作的煤不易燃,陕 西铜川、辽宁抚顺、甘肃窑街等的煤易燃。煤炭自燃与否取决于煤本身 的物理化学性质和外部的散热条件。因此煤炭的自燃与否主要取决于两 个因素:
内因因素:指煤本身的自燃倾向性,煤本身的氧化能力和物理化学特征。
煤要自燃,首先必须要有自燃倾向性,即要有自燃的能力。
4 煤自燃倾向性等级 分类
以每克干煤在常温 (30℃)、常压 (1.0133×104Pa)下的 吸氧量作为分类的主指 标,煤的自燃倾向性等 级按表1、表2分类。
表1
褐煤、烟煤类自燃倾向性分类表
自燃倾向 性 煤的吸氧量,cm3/ g·干煤
自燃倾向 性等级

Ⅱ Ⅲ 表2
容易自燃
自燃 不易自燃
>0.70

冷却风化
3)燃烧期(自燃期)
煤温达到着火温度(无烟煤﹥400℃、 烟煤320-380 ℃ 、褐煤﹤300℃)开始 燃烧。
时间 潜伏期 自热 前期 自热 后期
4)冷却风化
煤在氧化过程中,如有良好的冷却散热条件以至温度不能上升,则发生风化。 风化后的煤不再发生自燃。
第三节 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类
4.1影响煤炭自燃的外因因素:
影响煤炭自燃的外因因素主要有:
1)煤层地质赋存条件
2)地质构造的破坏程度 3)围岩性质 4)采掘技术因素 5)通风条件
4.2 煤层自然发火期
《煤矿安全规程执行说明》47条规定: 1、煤层中出现下列情况之一者,该煤层定为自然发火煤层: 1)煤炭自燃引起明火; 2)煤炭自燃发生烟雾; 3)煤炭自燃发生煤油味; 4)采空区测取的CO浓度超过矿井 实际统计的临界指标。 2、巷道中煤层自然发火期应以自然发火地点在揭露煤之日起至发生自然 发火时为止的时间计算,一般以月为单位。 3、回采工作面煤层自然发火期应以工作面开切眼之日起至发生自然发火 时为止的时间计算,一般以月为单位。
第二节 煤炭氧化过程
1)准备期 (潜伏期)
煤在低温下吸附空气中的氧,在煤的表 面生成不稳定的初级氧化物羧基OH、 羟基COOH,煤温与环境温度不变,煤 重增加,着火点降低,化学活性增加。
温 度 着火点温度
燃 烧 期
2)自热期
自热前期:煤温上升,不稳定的初级氧 化物进一步生成H2O、CO2、CO及 CxHy。 自热后期:当温度达到60-80℃的临界 温度时,氧化速度加剧。
煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法
1)煤的自燃倾向性 煤在常温下氧化能力的内在属性 2)流动色谱吸氧法
应用热导法双气路气相色谱分析检测技术,测定煤对流态氧的吸附能力, 以吸氧量表征煤的氧化自燃性能。
3)步骤
(1)煤样的预处理 制备好的煤样称取1g装入标准样品管中,通以氮气(流量30cm3/min), 在柱箱温度为105℃的条件下处ห้องสมุดไป่ตู้1.5h。 (2)吸氧量的测定 将处理好的煤样,在柱箱温度为30℃,热导温度为80-100℃,载气氮流 量为30±0.5cm3/min,吸附氧气流量为20±0.5cm3/min的条件下,吸附氧 气20min后,测定脱附峰面积S1; 将煤样倒出,在相同的条件下,同一样品管空管吸附氧气5min,测定脱 附峰面积S2;根据S1、S2计算吸氧量值。
0.40 < Vd ≤ 0.70 ≤0.40
5 允许误差
煤吸氧量测定结果的 允许平行误差不得超过 表3的规定: 表3 煤吸氧量测定的 平行实验误差 不同 实验室 0.10
高硫煤、无烟煤1)自燃倾向性分类表 自燃倾向 性 容易自燃 自燃 不易自燃 煤的吸氧 量,cm3 /g·干煤 ≥1.00 ≤1.00
煤炭自燃倾向性、自然发火危险程度、煤层自然发火期三者 关系:
煤炭自燃倾向性是煤层的自然属性,是煤本身的氧化能力和物理化学特征, 即煤层自燃的能力。自然发火危险程度包含了内、外因的因素,表征煤层 可能发生自然发火危险程度的大小。煤层自然发火期是自然发火危险程度 在时间上的量度。
2)煤的水分 3)煤岩成分 4)煤的含硫量 5)煤的粒度、孔隙度与脆性
3.2煤的自燃倾向性鉴定
鉴定煤的自燃倾向性对于掌握自燃火灾的发生规律,有 针对性地采取防火措施具有重要意义。 我国《煤矿安全规程》(第209条)第228条规定: 煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。 新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供 煤样和资料送国家授权单位作出鉴定,鉴定结果报省(自治 区、直辖市)煤矿安全监察机构及煤炭管理部门备案。 生产矿井延深新水平时,必须对所有煤层的自燃倾向性 进行鉴定。 开采容易自燃和自燃煤层的矿井,必须采取综合预防煤 层自然发火的措施。 目前常用的测试方法有: 1)煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法 2)着火温度降低值测定法
外因因素:指煤在氧化过程中的通风供氧和热交换的条件。
因此,煤炭自燃必须同时满足四个条件: 1)煤本身要有自燃倾向性;(有自燃倾向性的煤呈破碎堆积) 2)要有连续的供氧条件; 3)热量易于积聚; 4)足够的氧化时间。
3.1 煤炭自燃倾向性影响因素
影响煤炭自燃倾向性的因素(内因因素)主 要有: 1)煤的变质程度
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