各位同学：
由于今年上半年矿井火灾防治的两个实验报告没有交，现在学校参加教育部评估，所有同学都必须补上实验报告，在2013-9-18（星期三）中午之前交上来！事关教育部评估，请大家认真仔细撰写实验报告，出现问题个人负责！
实验日期：第三周星期一为2013年3月11日，其它时间大家往后推，查日期！
课程名称实验名称实验
类别实验
类型
实验
要求
学生
层次
任课
教师
准备教师指导教师班级实验
人数
每组
人数
实验
学时
数
实验时间地点
周
次
星
期
节次
矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全
B101-2
42 8 2 3 一1-2 安科楼218
矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全
B102-3
42 8 2 3 四1-2 安科楼218
矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全
B101-2
42 8 2 5 一1-2 安科楼218
矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全
B102-3
42 8 2 5 四1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全B104 29 8 2 3 一3-4 安科楼218
矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全B105 27 8 2 3 二1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全B104 29 8 2 5 一3-4 安科楼218 矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全B105 27 8 2 5 二1-2 安科楼218
煤的自燃倾向性鉴定
一、实验目的
1.1了解ZRJ—1型煤自燃倾向性测定仪的工作原理和基本构造；
1.2掌握利用ZRJ—1型煤自燃倾向性测定仪测定煤在常温常压下对流态氧的吸附特性的步骤和方法。
2. 测试原理
2.1 仪器工作原理
煤自燃倾向性色谱吸氧测定法是基于煤在低温常压下对氧的吸附属于单分子物理吸附状态为理论基础，按朗格谬尔单分子层吸附方程，用双气路流动色谱法测定煤吸附流态氧的特性，以煤在限定条件下，测定其吸氧量，以吸氧量值作为煤自燃倾向性分类主指标。
煤的自热首先是开始于吸附空气中的氧气。当煤中含有一定量的硫份时，其自热不仪由煤自身吸附空气中的氧而开始的过程，而且硫化矿物的存在还会吸附空气中的氧气并分解释放热量，促进煤的自热氧化。当煤-中不含或含少量硫化物时，其开始的自热过程主要表现为煤自身吸附空气中的氧气的升温氧化过程。
煤的后随的氧化过程正是开始于吸附氧以后的表面反应，煤最初的吸氧特性反应了有关煤自热的某些特性，煤吸氧特性参量主要有：吸附氧量、吸附环境温度和吸附过程参量。
通过大量的试验研究表明，煤在低温常压下对氧的吸附符合刚格谬尔(Langmuir)提出的吸附规律，在实验中应满足下述条件：①固体表面是均匀的，也即对某一单组份的煤粒可以认为其表面是均匀的，因此将每个组份颗粒的Langmuir吸附值叠加，可使煤的Langmuir吸附从总体上符合Langmuir吸附规律；②被吸附分子问没有相互作用力；③吸附为单分子层吸附；
④在一定条件下，吸附与脱附之间可以建立动态平衡。从而可以按单分子层吸附理论推导出的Langmuir吸附方程计算吸附量。
2.2工作特点
ZRJ—I型煤自燃性测定仪即是根据此基本工作原理研制设计的测定吸氧量以建立煤自燃倾向性测定方法的专用仪器。其主要特点为：
2.2.1 应用气相色谱分析技术，采用双气路由热导检测器直接检测煤对氧的吸附量，设计专用性强，结构紧凑、稳定性好、操作简便；
2.2.2 热导检测器采用抗氧化元件和恒定热丝平均温度桥路供电，灵敏度高，使用寿
2.2.3 微机控制系统实现温度控制、测定、显示及结果汁算、打印自动化；
2.2.4 采用四路样品处理系统，缩短煤样处理周期，提高测定效率。
3.实验器材
3.1 ZRJ—1型煤自燃倾向性测定仪
3.1.1仪器主要部件
1）主机分析单元
ZRJ-I型煤自燃性测定仪主机分析单元分为吸附柱恒温箱、检测器及其恒温箱和气路控制系统三个部分。
图1 ZRJ-1型煤自燃倾向性测定仪
（1）柱恒温箱
仪器恒温箱要求的工作范围为：室温～110o C，为了保证具有良好的恒温性能，热惯性小，恒温箱的保温材料为新型的陶瓷纤维，采用强制式热循环式空气浴方式通风，为保证箱内温度均匀，选用调整风扇达到热风强制式循环的目的。25W电机固定在恒温箱后面的底板上，用四个减振装置减小电机高速转动对主机的影响，提高了分析精度．加热温度： 300W
安装样品管数：4个
温度稳定性：1.20、4小时。
（2）热导检测器及其恒温箱
a.热导检测器
热导检测器是目前气相色谱法中应用最广泛的一种检测器，其通用性强、结构简单、稳定性好、灵敏度适宜，线性范围宽，对所有物质均有响应，而且不破坏样晶。用于ZRJ一1型煤自燃性测定仪中对煤吸氧量的测定最为合适。
热导检测器的检测原理是基于载气中混有被测组份时，其热导系数发生变化，变化的差异则为热导池的敏感元件所感受。热导池体内由四个相同的元件组成测量电桥。
热导检测器主要技术指标如下:
结构形式：分流直通式四臂热导池；
池体材料：不锈钢：
元件材料：螺旋形铼－钨丝；
冷态电阻：5Q欧姆(20o C)
灵敏度： s≥5000 mv cm3／mg检测器温度100o C，氢载气，苯)；
噪声：不大于0.1mv；
漂移：不大于0.3mv／0.5h；
重复性：不大于5％。
热导池体使用无磁不锈钢制成，具有足够的热容量，热稳定性好，同时又具有较强的抗腐蚀能力，桥臂敏感元件为高温抗氧化的铼钨丝制成。池体为直通式结构，响应快，但是由于载气流量的变化对稳定性有较大的影响，所以对载气流路控制的稳定性要求较高。元件的铼钨丝为螺旋形，20o C时阻值为50欧姆，桥路元件的阻值是匹配的，同时在装配时经过详细调整，以控制其不平衡输出。在有一路桥丝损坏时，必须将四支热导元件同时更换。（2）恒温箱
热导检测器恒温箱的作用是保证热导池具有一个良好的工作环境。仪器采用等温体自然热传导方式，体积小、保温性能好，而且热平快，使得仪器的起动、稳定时间短。
热导检测器恒温箱的技术要求：
型式：等温体自然热传导式：
温度范围：500C～110℃：
加热功率：150W。
（3）气路控制系统
a.气路流程
ZRJ－1煤自燃性测定仪气路系统共有互路，即载气(第一路)、吸附气(第二路)及混合气(第三路)，如图2所示。
载气进气1进气2稳压阀
拉阀
前混合器
进样注射器
样品管
热导池
六通阀
后混合器
四通阀
五通
载气出口
平衡气出口
放空1
放空2
1
2
3
4
12
3
4
5
6（4）
（5）
（3）
1
2
3
4
（12）
（10）
（1）（2）
（6）
5
1
2
34
（9）
（8）
（11）
（7）
图2 气路系统示意图
第一路：载气N2
①【吸附】状态下绒气流程：钢瓶氮气减压进入仪器后，经稳压阀(1)和气阻(2)－热导检测器(3)参考臂－六通切换阀(4)经实线位置2—3－四通阀(5)经4—3－后混合器(6)－热导检测器测量臂－载气出口(皂膜流量计)。
②【脱附】状态下绒气流程：钢瓶氮气减压进入仪器后经稳阀(1)和气阻(2)－热导检测器(3)参与臂－六通切换阀(4)经虚线位置2-l-进样注射口I(9)-前五通(10)--样品管(11)--后五通(1 2)--六通阀 4-3(虚线)--四通 4-3--后混合器(6)热导检测器测量臂，出口(皂膜流量计)
第二路：吸附气O2
(1) 【吸附】状态下吸附气流量，钢瓶氧气减压后进入仪器后，经稳压阀(1)和气阻(2)-拉杆阀(7)-前混合器(8)-六通切换阀(4)经实线位置6-l-进样注射口(9)--前五通(10)-样品管11-后五通(12)－六通切换阀(4)经实线4—5-四通阀(5)经2-l-平衡气出口(皂膜流量计)。
②【脱附】状态下吸附气流程：钢瓶氧气减压进入仪器后经稳阀(1)和气阻(2)－拉杆阀
(7)－前混合器(8)－六通切换阀(4)经虚线位置6—5-四通阀(5)经2-1－平衡气出口(皂膜流量计)。
第三路：吸附混合气
当使用的吸附气体为纯氧时，此路放空，若因测定其他参数需要(如瓦斯吸附等温线测定等)，吸附气即不为纯氧，则可利用此路通入惰性气体，在前混合器使之和吸附气混合，达到需要的气体的浓度再进入样品管进行测定。
由于在吸氧量的测定中使川的吸附气体为纯氧，因此此路为开放状态(拉杆阀始终是向
外拉开位置)。
3.2 分析系统
该单元包括检测系统及微机控制、分析系统。采用交流220V市电经变压后供电，电源板为各电气部件提供相应的直流电压及可控硅SCR同步脉冲，由四个热敏元件组成的测量电桥是仪器的信号检测器。由于各煤种对氧吸附特性的差异，使测量电桥产生不同的信号电压，该电压经过反相开关K1、衰减开关K2，进入V—F转换器，将信号电压转换为数字信号输入到微机板，计算机对色谱峰信号进行面积积分、吸氧量计算，谱图和计算结果可打印机打印。各种操作参数可直接在计算机中输入。
温度检测元件为100 Q(20℃)铂电阻器。铂电阻阻值随温度的变化而变化。温度、电压转换器将变化的电阻值转换为电压值，该电压值经温度A／D转换器转换为数字信号后输入给微机板。微机系统根据用户设定的温度进行计算，然后控制加热系统进行加热。
3.3煤样
3.4氧气瓶
3.5氮气瓶
3.6皂膜流量计（或者适用流量计）
4 吸氧量测定
4.1煤样预处理
4.1.1 送检煤样参照GB-402-79《煤层原样采取方法》及GB-474-77《煤样缩制方法》缩制成分析煤样（取100克），其余煤样封存。
4.1.2 将100克分析煤样全部（注意！必须是全部）粉碎至小于0.15mm粒度，但是应注意，0.1～0.15mm粒级的粉煤应占总数的65%～75%，粉碎后的煤样装入250ml的广口瓶中备用。
4.1.3 称取四份1.0+0.01克分析煤样，分别装入四支样品管内，在管的两端在塞以少量玻璃棉，按装在相应气路连接处。
4.1.4 煤样水分处理：将六通阀置于脱附位置，四路开关阀全部打开，通氨气，用稳压阀将流量调至40cm3/min(用皂膜流量计测量)，稳定十分钟后，起动仪器，将柱箱温度设定为105℃，热导温度设为25℃，待温度稳定后保持恒温（如85℃），待温度稳定后开始作吸氧量测定。
4.2 仪器的启动步骤：
4.2.1 供气与检漏
仪器安装后，首先通载气和吸附气，并检查各接头处，特别是安装过程中初次连接的部件接头处是否漏气。简单的检漏方法是在各接头处涂抹检漏液(十二烷基硫酸钠溶液或皂液)，视其是否有气泡出现，若有则说明该处漏气，可适当拧紧螺帽或更换密封压环重新安装拧紧、检漏，直到无漏气为止。
4.2.2 供电
仪器通气十分钟后，【六通阀】置于【脱附】位置(注意!如果没有样品管时，(【通阀】置于【吸附】位置)，给电源供电。
4.3 测定步骤
用ZRJ-1仪器进行煤吸附氧含量的测定，实验中是测定氧的脱附量,其脱附值经热导检测器检测处理后直接显示或打印，脱附峰面积与脱附氧气量之间的关系可由仪器常数法标定。因此，需先进行仪器常数测定再进行煤吸附氧量的测定。
4.3.1 仪器常数测定
（1）样品管的连接
将四支已经标定体积的空样品管，分别链接1、2、3、4气路上，并检查无漏气。
（2）供气及供电
打开氮气和氧气钢瓶，给定低压为0.4MPa
测流速：用皂膜流量计分别测定载气氮和吸附气氧的流速。将六通阀置于脱附位置，分别打开各路的切换开关，依次测定各路载气氮和吸附气氧的流速，N2：30±0.5cm3/min；O2：20±0.5cm3/min。
通电：打开主机、打印机电源开关，相应指示灯亮
（3）选择测定条件
设定【柱箱温度】30℃，【衰减】1，先选择【热导温度】80℃，【桥温】70℃，待温度稳定后，按【启动】键，走基线。
调基线：打开任一路切换开关，其他三路置于关闭状态，用面板上‘调零旋钮’依次将各路基线调至一定位置（离打印机零点标准线10～20mm处），半小时内基线漂移应不大于0.3mv，按【停止】键，停止走基线。
将六通阀置于吸附位置，同时启动秒表计时，吸附5分钟后，将六通阀置于脱附位置，同时按【启动】键，绘制谱图及测定脱附峰面积，此峰面积为相应样品管体积和连接管（样品管与六通阀之间以及六通阀内体积）的总体积之和。
（4）扣除气路中的死体积：
准备工作就绪后，打开第一路开关阀（测定第一路的仪器常数），其他三路关闭。六通阀置于吸附位置，吸附5分钟，关闭第一路，立即打开另一路（如第二路），同时将六通阀置于脱附位置，按【启动】键，绘制色谱峰和打印峰面积。此峰面积为仪器气路中死体积相应的峰面积，其数值仅与操作条件有关，不参与仪器常数的计算，不必记录。
（5）样品管相应峰面积测定：
打印结束后（注意：此时六通阀在脱附位置），立即关闭打开的第二路，打开第一路，再次按【启动】键，绘制色谱峰和打印峰面积值。此峰面积值即为相应样品管的峰面积值，是仪器常数计算的依据。
按此方法重复测定5～10次，得到第一路与第二路相关的测定值，以同样的方法测定第一路和第三路、第四路相关的测定值，计算相应的平均值后求得第一路的仪器常数。其他各路仪器常数的测定方法按同样的操作测定。
（6）设定仪器常数计算的有关参数，直接得到仪器常数的测定结果。
4.3.2 吸氧量测定
（1）煤样预处理
a.送检煤样参照GB-402-79《煤层原样采取方法》及GB-474-77《煤样缩制方法》缩制成分析煤样（取100克），其余煤样封存。
b.将100克分析煤样全部（注意！必须是全部）粉碎至小于0.15mm粒度，但是应注意，
0.1～0.15mm粒级的粉煤应占总数的65%～75%，粉碎后的煤样装入250ml的广口瓶中备用。
c.称取四份1.0+0.01克分析煤样，分别装入四支样品管内，在管的两端在塞以少量玻璃棉，按装在相应气路连接处。
d.煤样水分处理：将六通阀置于脱附位置，四路开关阀全部打开，通氨气，用稳压阀将流量调至40cm3/min(用皂膜流量计测量)，稳定十分钟后，起动仪器，将柱箱温度设定为105℃，热导温度设为25℃，待温度稳定后保持恒温（如85℃），待温度稳定后开始作吸氧量测定。
（2）煤样吸氧量测定
a.测定第一路的吸氧量，关闭其它三路，六通阀置于脱附位置，通氧气，用温压阀分别调节氨气和氧气流速，氨30+0.5cm3/min,氧20+0.5cm3/min,（用皂膜流量计测量）
b.六通阀置于吸附位置，同时用秒表计时，吸附20分钟后，六通阀置于脱附位置的同时按键，由系统分析并得出实管峰面积。
c.六通阀置于吸附位置，取下样品管，取出两边堵塞的玻璃棉，倒出煤样，用洗耳球吹净煤灰，将空管安装在气路上，同时将六通阀置于脱附位置。
d.以同样的方法测定通过空管时氨和氧气的流速，应与实管时测定的流速相近。
e.将六通阀置于吸附位置，吸附5分钟后，再将六通阀置于脱附位置，测定空管峰面积。
f.在系统中输入所有所需参数，例如仪器常数、实管峰面积、空管峰面积、煤样类型等。
g.由系统得出吸气量，并分析煤样自燃倾向性。
5 注意事项
5.1开机时必须先通载气，后通电；停机时必须先停电，10分钟后再关闭载气，氧气可在断开电源时同时关闭。
5.2仪器在启动状态下，操作过程中，气路中任何一路无样品管时，必须将六通阀置于吸附位置。
5.3实验室环境温度保持在15～26℃范围内
5.4送检煤样和分析煤样保存六个月。
6 附录
6.1煤自燃倾向性等级分类
中华人民共和国煤炭行业标准MT/T 707-1997煤自燃倾向性
以每克干煤在常温（30℃）、常压（1.0133×104）下的吸氧量作为分类的主指标，煤自燃倾向性等级按表5、表6分类。
表5 褐煤、烟煤类自燃倾向性分类表
自燃倾向性等级自燃倾向性煤吸氧量，cm3/g.干煤Ⅰ容易自燃≥0.71
Ⅱ自燃0.41～0.70
Ⅲ不易自燃≤0.40
表6 高硫煤、无烟煤自然倾向性分类表
自燃倾向性等级自燃倾
向性
煤吸氧量
cm3/g干煤
全硫
Ⅰ容易自燃≥1 >2.00
Ⅱ自燃<1 ≥2.00
Ⅲ不易自燃<1 <2.00 含可燃挥发分≤18.0%
6.2 吸氧量测定允许误差
煤吸氧量测定结果的允许误差不得超过表7的规定
表7 煤吸氧量测定的平行实验误差
同一实验室不同实验室
0.050.10
气相色谱法测定煤矿井下气体
一﹑实验目的
1. 了解气相色谱仪的主要结构单元及各部分的功能；
2. 掌握气相色谱法的基本原理及使用方法；
3. 掌握气体采集方法；
4. 掌握运用气相色谱仪分析气体的基本步骤和操作流程；
5. 掌握利用数据分析软件处理实验数据的能力；
6. 分析影响测试结果误差的主要因素，提出减小分析误差的措施；
二、实验装置及主要仪器
1．GC4008（B）型煤矿专用色谱仪、A5000气相色谱工作站
2．高纯度（99.99%）标准气体（氢气、空气、氮气）
3．气体采集器（注射器、六通阀）
5. 测试混合标准气体（甲烷0.2%、乙烷103ppm、丙烷102ppm、乙烯101ppm、乙炔104ppm）
三、GC4008（B）型煤矿专用色谱仪概述
1. 主要配置
主机、氢火焰离子化检测器（FID）、热导检测器、转化炉、四根专用色谱柱、四气路、四套六通阀
2. 应用领域
煤矿气体分析实验室专用仪器，该仪器可进行：
1）矿井井下气体分析；
2）瓦斯爆炸危险程度判别；
3）瓦斯突出、瓦斯抽采、瓦斯燃烧等气体组份全分析；
4）火灾气体组份全分析。其中包括煤层自然发火预测、预报，封闭火区内煤层的熄灭程度及火区启封指标的分析。
3. 仪器特点
1）仪器设计灵活、合理，同时安装有热导、双氢火焰检测器、甲烷转化炉、四路并联、四套六通阀进样、四根专用色谱柱、八阶程序升温装置等；
2）自然发火标志气体最小检测浓度一氧化碳 CO、乙炔C2H2≤0.5ppm ，乙烯C2H4≤0.1ppm ，H2≤5ppm；
3）可配备电子捕获检测器测定示踪气体SF6，火焰光度检测器测定H2S、SO2等气体；
4）增加“爆炸三角形”软件，能够根据分析结果判别混合气体爆炸危险程度。
四、实验原理
分离原理：不同物质在固定性和流动相中具有不同的分配系数K，当两相做相对运动时，被测物质会6在两相间依据不同的分配系数作多次分配以达到动态平衡，从而使得各组分得到分离。流程如下：
1. 转化炉的转化原理
当分项测定一氧化碳、二氧化碳、甲烷时，试样进样后先经色谱柱分离，再进入甲烷化转化器转化为甲烷，用氢火焰离子化检测器（FID）进行测定。转化反应如下：
2. GC4008（B）型煤矿专用色谱仪气路系统图
通过四根根特殊色谱柱完成对H2、N2、O2、CO、CO2、烷烃、烯烃、
炔烃的常量及微量组份分析。
色谱柱A主要用来检测O2、N2、CH4、CO等气体；
色谱柱B主要用来检测CO2；
色谱柱C主要用来检测CH4、C2H4、C2H6、C2H2等气体；
色谱柱D主要用来检测CO、CH4、CO2等气体。
因此，在检测气体成分时应根据检测目的将被检测气体通过相应的六通阀注入色谱仪进行检测。
3. 氢火焰离子化检测原理（FID-Flame Ionization Detector）1) 特点
（1）对有机化合物灵敏度很高，对无机气体、水、四氯化碳等
含氢少或不含氢的物质灵敏度低或不响应；
（2）具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速等特点；2）结构
由离子室和放大电路组成
（1）发射极和收集极之间加一定的直流电压（100-300V）构成加电场；
（2） FID在工作时需要载气（N2、H2）、燃气（H2）和助燃气（Air）。测试时需要调整三者之间的比例关系，以使检测器灵敏度打到最佳。 3）工作原理
当氢气在空气中燃烧时，火焰中的离子是很少的，但如果有碳氢化合物存在时，离子就大大增加了。从柱后流出的载气和被测样品与氢气混合在空气中燃烧（火焰如下图所示），有机化合物被电离成正负离子，正负离子在电场的作用下就产生了电流，这个电流经微电流放大器放大后，可用记录仪或数据处理机下来做为定量的依据（色谱图）。具体工作原理分析如下：
（1）当载气含着有机物CnHm 由喷嘴喷出进入火焰时，在C 层发生裂解反应产生自由基：
?→----CH H C m n
（2）产生的自由基在D 层火焰中与外面扩散进来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应：
e CHO O CH +→----+?+
（3）生成的正离子+CHO 与火焰中大量水分子碰撞而发生分子离子反应：
CO O H O H CHO +→----+++32
（4） 化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电场的作用下分别向两极定向运动而产生微电流。在一定范围内，微电流的大小与进入离子室的被测组分质量成正比，因此氢焰检测器是质量型检测器。
（5）离子电流信号经放大后输出到记录仪，得到峰面积与组分质量成正比的色谱流出曲线。 4）影响因素
（1）各种气体流速配比
N2：H2＝1：1～1：1.5
氢气：空气＝1：10
（2）极化电压
正常极化电压选择在100～300V范围内。
（3）氢焰检测器的温度
检测器温度一般大于120℃
（4）其他操作条件
组件的绝缘、屏蔽、接触是否良好，管路及离子室的清洁，气体的净化等。
4. 热导检测器（TCD-Thermal Conductivity Detector）
1）特点
TCD是目前气相色谱仪上应用最广泛的一种能用型检测器。它结构简单，稳定性好，灵敏度适中，线性范围宽，对所有被分析物质均有响应，而且不破坏样品，多用于常量分析，目前应用较为广泛。
当载气（H2）混有被测样品时，由于热导系数不同，破坏了原有热平稳状态，使热丝温度发生变化，随之电阻也就改变，电阻值的变化可以通过惠斯登电桥测量出来，所得电信号的大小与在载气中浓度成正比，经放大后，记录下来做为定性定量的依据（色谱图）。
2）结构
由池体和热敏元件组成
池体：一般用不锈钢制成，其中有两个或四个大小相同、形体完全对称的孔道，孔道内各固定一根长短、粗细和电阻值完全相同的
金属丝作热敏元件。
热敏元件：为提高灵敏度，热敏元件一般选用电阻率高、电阻温度系数大的钨丝。
3）检测原理
4）影响因素
（1）电流。电流增加，热丝温度升高，热丝和池体之间的温差增大，有利于气体的热传导，灵敏度提高。热导检测器的灵敏度和电流的三次方成正比，因此增加桥电流可提高灵敏度。当电流太高，会造成基线不稳，噪声增大，甚至会烧坏热丝。
（2）池体温度。池体温度与钨丝温度相差越大，可提高灵敏度。但检测器温度不能低于分离柱温度，否则待测组分会在检测器内冷凝。
（3）载气。载气与待测组分的热导系数相差越大，在检测器两
臂中产生的温差和电阻差也越大，检测灵敏度越高。
安全管理编号：YTO-FS-PD602 煤层自燃发火的原因及治理通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
煤层自燃发火的原因及治理通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 朱仙庄煤矿位于宿县矿区宿东向斜的北部，设计年产量120万t，1983年投产。主要可采煤层为10煤层（平均厚度2.3m），8煤层（平均厚度9.98m）和7煤层（厚度1.5m）。煤层间距分别是75m和20m，倾角12°～40°；矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井，矿井南翼8层煤曾经发生过瓦斯动力现象；矿井地压大；煤尘有爆炸危险，爆炸指数在31.4%～50.81%之间；煤层具有自燃倾向性，发火期在3个月左右，为一级自然发火矿井。从1986年至1998年共发生过18次自然发火事故，不仅威胁矿井安全生产，危及职工人身安全，而且打乱了矿井的正常生产秩序。特别是1997年“2.10”事故，造成矿总工程师、安全矿长、通风区长等8人遇难，教训十分惨痛。为此，朱仙庄煤矿痛定思痛，认真地吸取了教训，总结了经验，强化了安全管理。实现了近2年无自然发火事故。 1 朱仙庄矿煤层自然发火情况及特点 1.1 煤层自然发火的特点 朱仙庄煤矿自1986年至1998年12a间先后共发生
各位同学： 由于今年上半年矿井火灾防治的两个实验报告没有交，现在学校参加教育部评估，所有同学都必须补上实验报告，在2013-9-18（星期三）中午之前交上来！事关教育部评估，请大家认真仔细撰写实验报告，出现问题个人负责！ 实验日期：第三周星期一为2013年3月11日，其它时间大家往后推，查日期！ 课程名称实验名称实验 类别实验 类型 实验 要求 学生 层次 任课 教师 准备教师指导教师班级实验 人数 每组 人数 实验 学时 数 实验时间地点 周 次 星 期 节次 矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全 B101-2 42 8 2 3 一1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全 B102-3 42 8 2 3 四1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全 B101-2 42 8 2 5 一1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全 B102-3 42 8 2 5 四1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全B104 29 8 2 3 一3-4 安科楼218
矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全B105 27 8 2 3 二1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全B104 29 8 2 5 一3-4 安科楼218 矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全B105 27 8 2 5 二1-2 安科楼218
一．名词解释：(共5分) 1．煤的自燃倾向性：煤在常温下氧化能力的内在属性。 二．填空题（共20分每空2分） 1．煤的吸氧量的测定（以一路为例）： 答：（1）实管：开一路，闭其他三路，六通阀置于脱附位置，测氮气流量为30±0.5㎝3/min氧气流量为20±0.5㎝3/min，将六通阀置于吸附位置， 同时按启动，大约3min后，按结束。记下A实值。 （2）空管：将六通阀置于吸附位置，取下样品管，吹净煤灰及玻璃棉后，放回原处，同时将六通阀置于脱附位置，测定氮气和氧气的流速，此时 的流速应与测定实管时的流速相近。将六通阀置于吸附位置，吸附5min 后进行脱附、启动、结束等操作，记下A空值。 三. 简答题（共10分每题5分） 1．煤自燃倾向性测定平行实验误差及分类。 四．问答题（共10分） 1．仪器使用前后注意的事项 答：（1）开机时必须先通载气后通电，停机时应先停电10分钟后，再关闭载气，氧气可在断开电源的同时关闭。 （2）仪器在启动状态下，操作过程中，气路中无样品管时必须将六通阀置于吸附位置。 五．计算题（共15分） 1．有一粒度<0.1mm（0.15—0.1mm的占70%）的煤样，St..a d＝1.60%，Vdaf=30.00%两次平行测得吸氧量分别为0.71cm3/g .干煤，0.69cm3/g .干煤， (1).试计算此煤样的吸氧量，(2).判定煤的自燃倾向性及自燃等级。 解：平均吸氧量=（0.71+0.69）/2=0.70（cm3/g .干煤） （1）此煤样的吸氧量为0.70cm3/g .干煤 （2）此煤样的自燃倾向性为自燃 自燃等级为II级
一．名词解释：(共5分) 1．煤的吸氧量：煤在常温常压下，每克干煤吸附流态氧的量。 二．填空题（共20分每空2分） 1．煤自燃倾向性测定平行实验误差及分类。 三. 简答题（共10分每题5分） 1．煤的吸氧量的测定（以一路为例）： 答：（1）实管：开一路，闭其他三路，六通阀置于脱附位置，测氮气流量为30±0.5㎝3/min氧气流量为20±0.5㎝3/min，将六通阀置于吸附位置， 同时按启动，大约3min后，按结束。记下A实值。 （2）空管：将六通阀置于吸附位置，取下样品管，吹净煤灰及玻璃棉后，放回原处，同时将六通阀置于脱附位置，测定氮气和氧气的流速，此时 的流速应与测定实管时的流速相近。将六通阀置于吸附位置，吸附5min 后进行脱附、启动、结束等操作，记下A空值。 四．问答题（共10分） 1．检验过程的注意事项 （1）仪器在启动状态下，操作过程中，气路中无样品管时必须将六通阀置于吸附位置。 （2）测定时六通阀的切换时间与峰结束时间也要保持一致。 五．计算题（共15分） 1．有一粒度<0.1mm（0.15—0.1mm的占70%）的煤样，St..a d＝1.20%，Vdaf=33.64%两次平行测得吸氧量分别为0.56cm3/g .干煤，0.60cm3/g 干 煤，(1).试计算此煤样的吸氧量，(2).判定煤的自燃倾向性及自燃等级。 解：平均吸氧量=（0.56+0.60）/2=0.58（cm3/g .干煤） （1）此煤样的吸氧量为0.58cm3/g .干煤 （2）此煤样的自燃倾向性为自燃 自燃等级为II级
实验一煤自燃倾向性测定 实验目的： 1、了解ZRJ-1型煤自燃倾向性测定仪的工作原理及基本构造； 2、掌握利用ZRJ-1型煤自燃倾向性测定仪测定煤在常温常压下对 流态氧的吸附特性的步骤和方法。 实验器材：ZRJ-1型煤自燃倾向性测定仪、煤样、氧气瓶、氮气瓶、皂膜流量计 实验步骤： 一、仪器常数测定 1、准备工作 （1）样品管的连接 将四支已标定体积的空样品管，分别连接1、2、3、4气路，并检查有无漏气。 （2）供气及供电 打开氮气和氧气钢瓶，给定压力0.4Mpa。 测流速：用皂膜流量计分别测定载气氮和吸附气氧的流速。将六通阀置于脱附位置，分别打开各路的切换开关，依次测定载气氮和吸附气氧的流速，N2:30±0.5㎝3/min, O2:20±0.5㎝3/min。 供电：打开主机、打印机电源开关，相应指示灯亮 （3）选择测定条件 设定【柱箱温度】30℃，【衰减】1，先选择【热导温度】80℃，【桥温】70℃，待温度稳定后，按【启动】键，走基线。
调基线：打开任一路切换开关，其他三路置于关闭状态，用面板上“调零旋钮”依次将各路基线调至一定位置，半小时内基线漂移应不大于0.3mv，按【停止】键停止走基线。 将六通阀置于吸附位置，同时启动秒表计时，吸附五分钟后，将六通阀置于脱附位置，同时按【启动】键，打印机绘制谱图及打印脱附峰面积。 2、测定步骤 （1）扣除气路中的死体积 准备工作就绪后，打开第一路开关阀，其他三路关闭。六通阀置于吸附位置，吸附5分钟，关闭第一路，打开另一路，同时将六通阀置于脱附位置，按【启动】键，绘制色谱峰和打印峰面积。此峰面积为仪器气路中死体积相应的峰面积，其数值仅于操作条件有关，不参与仪器常数的计算，不必记录。 （2）样品管相应峰面积测定 打印结束后，立即关闭打开的第二路，打开第一路。再次按【启动】键，绘制色谱峰和打印峰面积。此峰面积为相应样品管的峰面积值，是仪器常数计算的依据。 按此方法重复测定5~10次，得到第一路与第二路相关的测定值，以同样的方法测定第一路和第三路、第四路相关的测定值，计算相应的平均值后求的第一路的仪器常数。其他各路仪器常数的测定方法按同样的操作进行。 （3）设定仪器常数计算的有关参数，直接得到仪器常数的测定
一、?煤碳的燃烧过程 ? 煤从进入炉膛到燃烧完毕，一般经历四个阶段：水分蒸发阶段，当温度达到105℃左右时，水分全部被蒸发；挥发物着火阶段，煤不断吸收热量后，温度继续上升，挥发物随之析出，当温度达到着火点时，挥发物开始燃烧。挥发物燃烧速度快，一般只占煤整个燃烧时间的1/10左右；焦碳燃烧阶段，煤中的挥发物着火燃烧后，余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。此时焦碳温度上升很快，固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量，煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶段；燃烬阶段，这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完，以降低不完全燃烧热损失，提高效率。 良好燃烧必须具备三个条件： 1、温度。温度越高，化学反应速度快，燃烧就愈快。层燃炉温度通常在1100~1300℃。 2、空气。空气冲刷碳表面的速度愈快，碳和氧接触越好，燃烧就愈快。 3、时间。要使煤在炉膛内有足够的燃烧时间。 碳燃烧时在其周围包上一层灰壳，碳燃烧形成的一氧化碳和二氧化碳往往透过灰壳向外四周扩散运动，其中一氧化碳遇到氧后又继续燃烧形成二氧化碳。也就是说，碳粒燃烧时，灰壳外包围着一氧化碳和二氧化碳两层气体，空气中的氧必须穿过外壳才能与碳接触。因此，加大送风，增加空气冲刷碳粒的速度，就容易把外包层的气体带走；同时加强机械拨动，就可破坏灰壳，促使氧气与碳直接接触，加快燃烧速度。如果氧气不充足，搅动不够，煤就烧不透，造成灰渣中有许多未参与燃烧的碳核，另外还会使一部分一氧化碳在炉膛中没有燃烧就随烟气排出。对于大块煤，必须有
较长的燃烧时间，停留时间过短，燃烧不完全。因此，实际运行中，一般采取供给充足的氧气，采用炉拱和二次风来加强扰动，提高燃烧温度，炉膛容积不宜过小等措施保证煤充分燃烧。 ? 二、链条炉排的燃烧特点 ? 链条炉排着火条件较差，主要依靠炉膛火焰和炉拱的辐射热。煤的上 面先着火，然后逐步向下燃烧，在炉排上就出现了明显的分层区域，如图共分五个区。燃料在新燃烧区1中预热干燥，在炉排上占有相当长的区域。在区域2中燃料释放出挥发分，并着火燃烧。燃烧进行得很激烈，来自炉排下部空气中的氧气在氧化区3中迅速耗尽，燃烧产物CO2和水蒸气上升到还原区4后，立即被只热的焦碳所还原。最后在链条炉排尾部形成灰渣区5。 在燃烧准备区1和燃烬区5都不需要很多空气，而在燃烧区2、3必须保证有足够的空气，否则则会出现空气在中部不足，而在炉膛前后过剩的现象。为改善以上燃烧状况，常常采用以下三个措施：合理布置炉拱；采取分段送风；增加二次风. ? 三、链条炉排对煤种的要求 ? 链条炉排对煤种有一定的选择性，以挥发分15%以上，灰熔点高于1250℃以上的弱黏结、粒度适中，热值在18800~21000kJ/kg以上的烟煤最为适宜。
XXX煤业有限公司 煤层注水可注性测试报告 编制人： 通风副总： 通风矿长： 总工程师： 二O一六年五月
XXX煤业有限公司 煤层注水可注性测试报告 一、交通位置 XXX煤业有限公司位于灵石县城东南方向一带，行政区划属灵石县南关镇管辖。井田地理坐标： 该矿向西17Km可达大运公路和南同蒲铁路线上的南关站，高速公路仁义口距井田约3 km。交通较便利。 二、煤层概述 XXX煤业有限公司按照初步设计开采10号煤层，采煤工作面均采用长壁综采采煤法，顶板管理采用全部垮落法。支护方式采用锚网喷加锚索支护。 根据山西煤矿矿用安全产品检验测试中心2010年2月4日测试结果： 10号煤层火焰长度55mm，最低岩粉用量70%。依据AQ1045-2007《煤尘爆炸性鉴定规范》，判定该矿10号煤尘有爆炸危险性。 10号煤层吸氧量0.6396cm3／g，自燃倾向性等级为Ⅱ类，自燃倾向性质为自燃。依据GB/T20104-2006《煤自然倾向性色普吸氧鉴定法》，判定该矿10号煤层自然倾向性等
级为Ⅱ类，属于自燃煤层。 采煤工作面在回采时会产生大量煤尘，污染环境，给作业工人带来一定的身体危害，长期吸入，会引起尘肺病，因此,应对其引起足够的重视，并采取相应措施，加以防范。煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生的最根本、最有效的措施。通过煤层注水一般除尘率可达60%～80%，煤尘注水实施较好的工作面，可以将总粉尘浓度减少75%～85%，呼吸性粉尘浓度减少65%以上。煤层注水是通过钻孔将压力水注入煤层中，使煤层得到预先湿润，增加煤体的水分，减少采煤时粉尘产生的一种技术措施。在回采工作面回采前首先对10号煤层进行煤层注水可注性测试。 三、测定方法 煤层注水可注性判定指标包括：原有水分（W）、孔隙率（n）、吸水率（δ）、坚固性系数（f）的测试计算。 根据《MTT1023-2006煤层注水可注性测试方法》对煤层取样的要求分别在10号综采工作面和轨道顺槽内均匀布置采样点取样。 1、原有水分的测定 根据《MTT1023-2006煤层注水可注性测试方法》7.1原有水分测定要求，利用CSD20M矿用本安型水分测定仪，10号煤原有水分W为0.61%。
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 煤炭自燃机理及综合防治措施 (标准版)
煤炭自燃机理及综合防治措施(标准版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 1煤的自燃机理 1.1概述 关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。 需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此，煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级;煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙;煤层埋藏深度和煤层厚度;开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。
1.2煤自燃的不同阶段 (1)水吸附阶段。与其他阶段不同，这个阶段只是个物理过程，煤与氧不会发生反应，煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因，但他对煤自热，特别是低品级的煤自热有重要影响。当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿热。所以，多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。 (2)化学吸附阶段。煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。该阶段的反应温度为环境温度至70℃。这伸过程中煤吸附氧气会产生过氧化物，因而叫做化学吸附阶段。化学吸附阶段煤重略有增加，并产生气体，其中的CO可作为标准气体，通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报，化学吸附阶段需要少量水参加反应。根据煤的品级和类型不同，化学吸附的放热量在5.04～6.72J/g之间变化。若煤温达到70℃时会分解，煤重随之在幅度下降，甚至比原始煤重还要轻。煤中水汾的蒸发可带走一些热量，该过程产热量晨16.8～75.6J/g间变化。若煤氧化进行到这个阶段，想使其不自燃是非常困难的。 (3)煤氧复合物生成阶段。该阶段生成一种稳定的化合物，即煤氧复合物。其反应温度范围为150～230℃。产生的热量25.2～003.4J/g。这个阶段煤重又有所增加，煤氧化进行到这个阶段必然发生自燃。 (4)燃烧初始阶段。这是煤氧复合物生成阶段到煤快速燃烧阶段的
目录 煤的自燃倾向性是矿井防灭火工作的基础，为此我国《煤矿安全规程》明确规定，所有煤矿都要对开采煤层的自燃倾向性作出鉴定。进行煤的自燃倾向性鉴定是一项系统、复杂、严谨的工作，因此有必要对煤的自燃倾向性的测定工作进行规范和细化，因此编制了煤自燃倾向性测定方法的作业指导书。 本作业指导书将介绍测定工作的仪器、测定方法、测定结果的整理分析等内容，以供测定人员学习和参考。使测定人员对测定工作有较全面和系统地了解，顺利地完成测定工作。 2009年8月8日 1 主要内容和适用范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 煤自燃倾向性测定目的 (1) 4 煤自燃倾向性测定方法 (1) 4.1 仪器设备及用具 (1) 4.2 煤样的制备与管理 (1) 4.3 测定步骤 (2) 5 煤自燃倾向性等级分类及分类指标 (2) 5.1 煤自燃倾向性等级分类 (2) 5.2 煤自燃倾向性分类指标 (2) 附录：煤的坚固性系数测定原始记录表 (4)
1 主要内容和适用范围 本作业指导书规定了煤自燃倾向性鉴定方法、分类指标及分类等级。 本作业指导书适用于煤的坚固性系数测定。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本作业指导书的条款。 GB/T 20104-2006 煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法 GB/T 212-2008 煤的工业分析方法 GB/T 214-2007 煤中全硫的测定方法 GB/T 217-2008 煤的真相对密度测定方法 GB 474-2008 煤样的制备方法 GB 482-2008 煤层煤样采取方法 3 煤自燃倾向性测定目的 煤的自燃倾向性是矿井防灭火工作的基础，为此我国《煤矿安全规程》明确规定，所有煤矿都要对开采煤层的自燃倾向性作出鉴定。 4 煤自燃倾向性测定方法 4.1 仪器设备及用具 煤自燃性测定仪、精度0.0001g的分析天平、煤样粉碎机、标准分样筛（孔径0.10、0.15mm各一个），专用样品管、氮气及氧气钢瓶。 4.2 煤样的制备与管理 （1）煤样水分影响进一步粉碎时，自然干燥后将全部煤样破碎至10mm以下，用堆锥四分法缩分至100~150 g，用于制备分析用煤样，其余煤样按原包装密封后封存作为存查煤样。 （2）煤样粉碎时，必须使100~150g分析用煤样全部粉碎至0.15m m以下，并要求0.10mm~0. 15mm的粒度应占70%以上。 （3）粉碎后的煤样在广口瓶内密封保存，并在30d内完成各项测定。
煤炭自燃的综合防治措施 示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
煤炭自燃的综合防治措施示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1、煤层自燃的预测预报 （1）鉴于煤在低温氧化阶段产生CO，因此，CO是 早期揭露火灾的敏感指标。在矿井的采煤工作面回风道、 综掘煤巷等有自然发火的地点设置CO传感器，若发现CO 浓度超限，便可采用便携式CO检测仪追踪监测确定高温 点。 （2）采用红外探测法判断高温点的位置，红外探测法 其基本原理是，根据红外辐射场的理论，建立火源与火源 温度场的对应关系，从而推断出火源点的位置。 （3）用钻孔测温辅助监测。对顶煤破碎或有自燃危险
的地点，埋设测温探头，定期监测温度变化情况。 （4）加强漏风检测。定期采用示踪气体法，检查顺槽漏风量。对漏风集中的区域加强观测。 2、预防措施 （1）均压通风控制漏风供氧。均压通风是控制煤层开采中采空区等漏风的有效措施。首先，要在保证冲淡 CH4，风速，气温和人均风量的要求下，全面施行区域性均压通风，其调压措施包括单项调压和多项措施联合调压，具体实施中的形成的工作面均压逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均压。 （2）喷浆堵漏钻孔灌浆。对煤层开采中的可疑地点或已出现隐患地点进行全封闭喷浆和打浅密集钻孔注浆，是防止自然发火的2个有效措施。
煤自燃的原因及倾向性 预测 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
煤自燃的原因及倾向性预测 作者：贾淑洁 来源：《科技传播》2013年第10期 摘要一直以来，煤自燃都是煤炭开采中比较普遍现象。因此，许多相关人士都致力于研究煤自然原因，结合这些原因实施倾向性预测，确保露天开采的安全性。本文就是笔者依据多年经验，探析煤自然原因以及倾向性预测。 关键词倾向性预测；煤自燃；原因 中图分类号TD82 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0086-02 0 引言 2012年，山西某露天选煤厂发生煤自燃，给该企业造成严重的经济损失。事实上对于煤矿企业中的原煤场时常发生自燃现象，不仅仅给煤矿企业造成洗选困难，还会带来不必要损失。因此，探究煤自燃原因以及倾向性预测具有现实意义。 1煤自燃原因探析 事实上造成煤自然因素比较多，关系到煤堆特性、煤质特性及气象环境等影响。具体体现在如下几个方面。 1.1 煤化的程度 在低温状态下煤会发生氧化，主要取决煤炭种类。从分析发现煤质较高煤炭，长时间储存就会发生氧化而降低了煤质，一般是不会发生自燃现象；但是煤化程度较低煤炭，比如褐煤，伴随中煤化程度减小而增加了氧化作用，极易发生自燃。事实上煤化的程度越高其含氧量就越低，低温环境下也就极难氧化。所以只要煤化程度加深了，煤自燃就会逐渐减低。 1.2 煤炭中含有大量硫铁矿 煤炭中所含硫铁矿就会从地下还原态逐渐成为地上氧化态，因为空气中存在氧与水分，就能够发生化学反应： 1）FeS2+3O2→FeSO4+SO2+热量； 2）FeS2+2H2O+7O2→FeSO4+ 2H2SO4+热量； 3）FeS2+3O2→2Fe2O3+8S+热量；4）S+O2→SO2+热量 在这些反应之中都会放出热量，产生出硫酸加快了黄铁矿进一步分解。在加快黄铁矿氧化同时也会产生出大量热量，这些热量不断聚集在煤炭上，最终达到着火点而自然。
本矿2013年度由山西省煤炭工业局综合测试中心进行了3#、4#煤层的自然倾向性鉴定，煤层自然倾向性为II级。井下不存在火区。2015年3月委托山西公信安全技术有限公司对6号煤层煤样进行了爆炸性及自然倾向性测试：6号煤层煤的吸氧量0.75cm3/g，自燃倾向性等级为Ⅰ级，属容易自燃煤层。 一、煤的自燃因素分析 引起煤自燃的因素较多，主要如下： （1）煤的炭化程度。煤层的自燃性一般随煤炭的变质程度的增高而降低，一般情况下挥发分含量在12％以下的烟煤难以自燃，但若有其它原因，也可能产生自燃。 （2）煤岩组分：煤层中有集中的镜煤和亮煤，特别是含有丝煤时，煤的自燃倾向就大；而暗煤多的煤，一般不易自燃。 （3）煤的含硫量：含硫分愈高，吸氧能力越大，越易自燃，含黄铁矿、黄铜矿结核较多，也具有自燃危险性。 （4）煤的破碎程度：煤的破碎程度大，增加了煤的氧化表面积，使煤的氧化速度加快，容易自燃。脆性与风化率较大的煤易于自燃。 （5）煤的水分：水分能加速煤的氧化过程，同时使煤体疏松、造成细微裂隙，加大吸氧能力，并降低着火温度，但过多水分则可抑制煤的氧化。 （6）地质构造：地质构造复杂、围岩及煤层破碎带易引起煤层自燃。 （7）开拓开采条件及通风方式：矿井开拓方式和开采方法与通
风方式若选择不合理，往往造成丢煤多、煤柱破碎，漏风严重，给煤层自燃造成良好条件，增加自燃的可能性。 二、煤的自燃预测 1、人的感官可以察觉的自燃征兆 (a)巷道中出现雾汽或巷壁“挂汗”； (b)风流中出现火灾气味，如煤油味、松香味、臭味等； (c)从煤炭自燃点流出的水和空气较正常的温度高； (d)当空气中有毒有害气体浓度增加时，人们有不舒服的感觉，如头痛、头晕、精神疲乏等。 三、仪表检测 (A)有下列情况之一者，定为自燃发火 (a)煤炭自燃出现明火、火灾烟雾、煤油味等； (b)煤炭自燃使环境空气、煤层围岩及其它介质温度升高并超过70℃； (c)采空区或风流中出现一氧化碳(CO)，其浓度已超过矿井实际统计的临界指标，并有上升趋势。 (B)有下列情况之一者，定为自燃发火隐患 (a)采空区或井巷风流中出现一氧化碳，其发生量呈上升趋势但尚未达到矿井实际统计的临界指标； (b)风流中出现二氧化碳(CO2)，其发生量呈上升趋势，但尚未达到矿井实际统计的临界指标； (c)煤炭、围岩及空气和水的温度升高，并超过正常温度，但尚
煤的自燃发展过程 煤炭自燃一般是指：煤在常温环境下会与空气中的氧气通过物理吸附、化学吸附和氧化反应而产生微小热量，且在一定条件下氧化产热速率大于向环境的散热速率，产生热量积聚使得煤体温度缓慢而持续地上升，当达到煤的临界自热温度后，氧化升温速率加快，最后达到煤的着火点温度而燃烧起来，这样的现象和过程就是煤的自燃（或称之为煤的自然发火、煤矿的自燃火灾）。 根据现有的研究成果，认为煤炭的氧化和自燃是基链反应，一般将煤炭自燃过程大体分为3个阶段：即低温氧化阶段、自热阶段、燃烧阶段。 （1）低温氧化阶段 煤在低温情况下与空气接触时，吸附空气中的氧（O2）而生成不稳定的氧化物羟基（—OH）与羧基（—COOH），并放出少量的热。这一阶段既观测不到煤体温度的变化，也体验不到周围环境温度的上升，煤的氧化进程平稳而缓慢，是一个十分隐蔽的氧化过程，但煤的质量有所增加，其增加质量相当于所吸附氧的质量，化学性质变得活泼，着火点温度降低，很难发现其外部特征，故称为潜伏期或准备期。由于煤的自燃需要热量的聚积，在该阶段因环境起始温度低，煤的氧化速度慢，产生的热量较小，因此需要一个较长的蓄热过程，它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部条件。 （2）自热阶段 经过低温氧化阶段之后，煤的氧化速度加快，发热量急剧增加。如果热量来不及散失和导出，就会使煤的自热加速，不稳定的氧化物分解成水（H2O）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）。氧化产生的热量使煤温继续升高。据硏究，煤的温度毎升高10℃，氧化速度就增加2~3倍，当超过自热的临界温度（60~80℃），煤温上升速度急剧加快，氧化进程加速，开始出现煤的干馏，生成芳香族的碳氢化合物（C x H y）、氢（H2）、一氧化碳（CO）等可燃性气体。这时的特征是：空气中的氧含量减少，一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）含量增加，煤中的水分被蒸发，空气的温度升高并出现雾气，支架及巷道壁上有水珠，这就是煤的自热期（3）燃烧阶段 如果煤的自热温度继续升高，当温度达到着火点温度（300~500℃）时，就会发生燃烧现象。此时，生成水（H2O）和其他碳氢化合物，同时一氧化碳（CO）大量增加，出现烟雾及特殊的火灾气味（如煤油味、松节油味）。当温度达到800 ~2000℃时，煤的燃烧可出现明火。
煤自燃的原因及倾向性 预测 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
煤自燃的原因及倾向性预测 作者：贾淑洁 来源：《科技传播》2013年第10期 摘要一直以来，煤自燃都是煤炭开采中比较普遍现象。因此，许多相关人士都致力于研究煤自然原因，结合这些原因实施倾向性预测，确保露天开采的安全性。本文就是笔者依据多年经验，探析煤自然原因以及倾向性预测。 关键词倾向性预测；煤自燃；原因 中图分类号TD82 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0086-02 0 引言 2012年，山西某露天选煤厂发生煤自燃，给该企业造成严重的经济损失。事实上对于煤矿企业中的原煤场时常发生自燃现象，不仅仅给煤矿企业造成洗选困难，还会带来不必要损失。因此，探究煤自燃原因以及倾向性预测具有现实意义。 1煤自燃原因探析 事实上造成煤自然因素比较多，关系到煤堆特性、煤质特性及气象环境等影响。具体体现在如下几个方面。 煤化的程度 在低温状态下煤会发生氧化，主要取决煤炭种类。从分析发现煤质较高煤炭，长时间储存就会发生氧化而降低了煤质，一般是不会发生自燃现象；但是煤化程度较低煤炭，比如褐煤，伴随中煤化程度减小而增加了氧化作用，极易发生自燃。事实上煤化的程度越高其含氧量就越低，低温环境下也就极难氧化。所以只要煤化程度加深了，煤自燃就会逐渐减低。 煤炭中含有大量硫铁矿 煤炭中所含硫铁矿就会从地下还原态逐渐成为地上氧化态，因为空气中存在氧与水分，就能够发生化学反应： 1）FeS2+3O2→FeSO4+SO2+热量； 2）FeS2+2H2O+7O2→FeSO4+ 2H2SO4+热量； 3）FeS2+3O2→2Fe2O3+8S+热量；4）S+O2→SO2+热量
XXXX煤矿 预防煤层自燃发火安全技术措施
编制： 审核： 矿长： 日期： 作业规程、措施会审会审人员： 会审意见： 学习贯彻情况 主持贯彻人：贯彻时间：贯彻地点：学习人：
目录 一、煤的自燃倾向性类别、煤的自燃发火期 (4) 二、煤层自燃预测及防治措施 (4) （一）、煤的自燃的预测 (4) （二）、巷道布置与开采顺序方面措施 (8) （三）、采煤工艺的措施 (9) （四）、通风方面的措施 (10) 三、防灭火系统 (11) （一）、流动汽雾阻化剂 (11) （二）、灌浆 (14) （三）、氮气 (20)
预防煤层自燃发火安全技术措施 一、煤的自燃倾向性类别、煤的自燃发火期 1、煤的自燃倾向性及自燃发火期 根据本矿井10号煤层自燃倾向等级鉴定报告，10号煤层属自燃煤层（自燃倾向分类为Ⅱ级），其他煤层未作鉴定，矿井揭煤后立即采样送有资质的单位补作鉴定。在未作鉴定前，按容易自燃煤层进行管理。 煤炭自燃倾向等级鉴定结果表 二、煤层自燃预测及防治措施 （一）、煤的自燃的预测 一）、建立观测系统 为及时掌握自燃发火动向，必须做好观测站（点）的建设，气样的采集、分析、记录和火灾的判断，矿井应建立预防自燃发火观测系统，观测站（点）的布置如下图所示。在采煤工作面设置共设7个观测点，其中：固定观测点2个，
设在靠近上山侧；移动观测点2个，设在靠采煤工作面侧，移动观测点3个，设在采煤工作面靠采空区侧。 固定观测站移动观测点临时观测点 一氧化碳增量法预测工作面火灾示意图 观测站（点）的布置与观测应符合下列求： 1、在矿井的自燃危险区建立自燃发火观测站（点），进行系统的、定期的观测。观测站（点）应设在矿压较小的地点，至少长10m的一段巷道支护规整、断面不变，巷内无一切风阻物，以便完成气样采集、气体成分、风速测定和风温测定。井下观测站（点）分为固定观测点、移动观测点和临时观测点三种。 2、采区、工作面固定观测站（点）：在采区、工作面的进回风流都必须各建立一个观测站（点），并符合井下测风站的要求。其观测站（点）的位置应使进风观测点能控制全部进风流，回风观测点能控制全部回风流，即两个观测站
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 煤炭自燃火灾分析及采取的安全技术措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-2991-21 煤炭自燃火灾分析及采取的安全技 术措施(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 煤层自燃火灾是指在有自燃倾向的煤层内，在适宜的供氧储热条件下而氧化发热、升温，当温度超过其着火点时而发生的燃烧现象。 煤自燃火灾的形成必须具备三个基本条件：具有自燃倾向的煤呈破裂状态堆积存在；透空气供氧维持煤的氧化过程不间断地发展；在氧化过程中生成的氧化热量大量蓄积，难以及时放散。 1．决定煤自燃倾向性的因素 (1)煤的炭化变质程度。煤的炭化程序越高，其自燃倾向性越小；褐煤矿井自燃发火次数低于烟煤矿井；烟煤矿井中长焰煤和气煤自燃危险性大，而贫煤则较小。 (2)煤中水分。一定含量的水分有利于煤的自燃
（小于4%），而湿度过大（小于4%），则会抑制煤的自燃。 (3)煤岩成分。煤岩成分中，含丝煤越多，自燃倾向越大，因为具有纤维构造而表面吸附能力又高的丝煤在常温下吸氧能力特别强。 (4)煤中含硫量。在同牌号煤中，含硫化物越多，越易自燃。因为煤中所含黄铁矿在低温氧化时生成硫酸铁和硫酸亚铁，使煤体膨胀而变松软，增大了氧化表面积；黄铁矿氧化热也促进煤的自燃。 (5)煤的粒度、孔隙度、瓦斯含量及导热能力也是影响自燃倾向的因素。 2．影响煤自燃的地质、采矿因素 (1)煤层厚度。据统计，80％的自燃火灾是发生在原煤层开采中。厚煤层容易发火的原因，一是难于全部采出，遗留大量浮煤和残柱；二是采区回采时间过长，大大超过煤层的自燃发火期。 (2)煤层倾角。煤层倾斜越大，自燃危险性越大，急倾斜煤层发火次数多。
煤自燃的原因及倾向性 预测 Hessen was revised in January 2021
煤自燃的原因及倾向性预测 作者：贾淑洁 来源：《科技传播》2013年第10期 摘要一直以来，煤自燃都是煤炭开采中比较普遍现象。因此，许多相关人士都致力于研究煤自然原因，结合这些原因实施倾向性预测，确保露天开采的安全性。本文就是笔者依据多年经验，探析煤自然原因以及倾向性预测。 关键词倾向性预测；煤自燃；原因 中图分类号TD82 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0086-02 0 引言 2012年，山西某露天选煤厂发生煤自燃，给该企业造成严重的经济损失。事实上对于煤矿企业中的原煤场时常发生自燃现象，不仅仅给煤矿企业造成洗选困难，还会带来不必要损失。因此，探究煤自燃原因以及倾向性预测具有现实意义。 1煤自燃原因探析 事实上造成煤自然因素比较多，关系到煤堆特性、煤质特性及气象环境等影响。具体体现在如下几个方面。 1.1 煤化的程度 在低温状态下煤会发生氧化，主要取决煤炭种类。从分析发现煤质较高煤炭，长时间储存就会发生氧化而降低了煤质，一般是不会发生自燃现象；但是煤化程度较低煤炭，比如褐
煤，伴随中煤化程度减小而增加了氧化作用，极易发生自燃。事实上煤化的程度越高其含氧量就越低，低温环境下也就极难氧化。所以只要煤化程度加深了，煤自燃就会逐渐减低。 1.2 煤炭中含有大量硫铁矿 煤炭中所含硫铁矿就会从地下还原态逐渐成为地上氧化态，因为空气中存在氧与水分，就能够发生化学反应： 1）FeS2+3O2→FeSO4+SO2+热量； 2）FeS2+2H2O+7O2→FeSO4+ 2H2SO4+热量； 3）FeS2+3O2→2Fe2O3+8S+热量；4）S+O2→SO2+热量 在这些反应之中都会放出热量，产生出硫酸加快了黄铁矿进一步分解。在加快黄铁矿氧化同时也会产生出大量热量，这些热量不断聚集在煤炭上，最终达到着火点而自然。 1.3煤岩与煤质组分 煤自然的倾向性主要和分子结构具有密切关系，即是煤炭分子结构单元所含的活性基团数量与种类，以及分子空间结构。处于低温氧化时，分子结构中的芳香环构成的结构单元侧链就被氧化，包含了亚甲基、甲基、羟基与芳香醚氧键等，尤其是醚氧键氧化的速度最快，甲基或者亚甲基次之。残殖煤、腐泥煤与腐殖煤中，尤其是腐殖煤很容易进行风化与自燃，特别是褐煤最严重，伴随着煤化逐渐升高，也就提升了腐殖煤着火点，自燃和风华趋势降低。在实验之时因方法与样品存在差异，各种煤炭的自燃倾向性不同，研究发现：煤岩各个显微组分氧化活性的顺序是：镜质组 > 壳质组 > 丝质组，但是丝质组内表面
煤矿安全体检 第九项 防灭火管理检查依据
第九项防灭火管理 第一小项煤层自然倾向性 《煤矿安全规程》第二百六十条煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃３类。 新设计矿井应当将所有煤层的自燃倾向性鉴定结果报省级煤炭行业管理部门及省级煤矿安全监察机构。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,必须编制矿井防灭火专项设计,采取综合预防煤层自然发火的措施。 第二小项防灭火设施 《煤矿安全规程》第二百六十一条开采容易自燃和自燃煤层时,必须开展自然发火监测工作,建立自然发火监测系统,确定煤层自然发火标志气体及临界值,健全自然发火预测预报及管理制度。 《煤矿安全规程》第二百六十六条采用灌浆防灭火时,应当遵守下列规定: (一)采(盘)区设计应当明确规定巷道布置方式、隔离煤柱尺寸、灌浆系统、疏水系统、预筑防火墙的位置以及采掘顺序。 (二)安排生产计划时,应当同时安排防火灌浆计划,落实灌浆地点、时间、进度、灌浆浓度和灌浆量。 (三)对采(盘)区始采线、终采线、上下煤柱线内的采空区,应当加强防火灌浆。 (四)应当有灌浆前疏水和灌浆后防止溃浆、透水的措施。 《煤矿安全规程》第二百七十一条采用氮气防灭火时,应当遵守下列规定: (一)氮气源稳定可靠。 (二)注入的氮气浓度不小于９７％。 (三)至少有１套专用的氮气输送管路系统及其附属安全设施。 (四)有能连续监测采空区气体成分变化的监测系统。 (五)有固定或者移动的温度观测站(点)和监测手段。 (六)有专人定期进行检测、分析和整理有关记录、发现问题及时报告处理等规章制度。第三小项防灭火措施 《煤矿安全规程》第二百六十条煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃３类。 新设计矿井应当将所有煤层的自燃倾向性鉴定结果报省级煤炭行业管理部门及省级煤矿安全监察机构。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,必须编制矿井防灭火专项设计,采取综合预防煤层自然发火的措施。 《煤矿安全规程》第二百六十一条开采容易自燃和自燃煤层时,必须开展自然发火监测工作,建立自然发火监测系统,确定煤层自然发火标志气体及临界值,健全自然发火预测预报及管理制度。 《煤矿安全规程》第二百六十二条对开采容易自燃和自燃的单一厚煤层或者煤层群的矿井,集中运输大巷和总回风巷应当布置在岩层内或者不易自燃的煤层内;布置在容易自燃和自燃
各位同学: 由于今年上半年矿井火灾防治的两个实验报告没有交, 现在学校参加教育部评估, 所有同学都必须补上实验报告, 在-9-18( 星期三) 中午之前交上来! 事关教育部评估, 请大家认真仔细撰写实验报告, 出现问题个人负责! 实验日期: 第三周星期一为3月11日, 其它时间大家往后推, 查日期!
煤的自燃倾向性鉴定 一、实验目的 1.1了解ZRJ—1型煤自燃倾向性测定仪的工作原理和基本构造; 1.2掌握利用ZRJ—1型煤自燃倾向性测定仪测定煤在常温常压下对流态氧的吸附特性的步骤和方法。 2. 测试原理 2.1 仪器工作原理 煤自燃倾向性色谱吸氧测定法是基于煤在低温常压下对氧的吸附属于单分子物理吸附状态为理论基础, 按朗格谬尔单分子层吸附方程, 用双气路流动色谱法测定煤吸附流态氧的特性, 以煤在限定条件下, 测定其吸氧量, 以吸氧量值作为煤自燃倾向性分类主指标。 煤的自热首先是开始于吸附空气中的氧气。当煤中含有一定量的硫份时, 其自热不仪由煤自身吸附空气中的氧而开始的过程, 而且硫化矿物的存在还会吸附空气中的氧气并分解释放热量, 促进煤的自热氧化。当煤-中不含或含少量硫化物时, 其开始的自热过程主要表现为煤自身吸附空气中的氧气的升温氧化过程。 煤的后随的氧化过程正是开始于吸附氧以后的表面反应, 煤最初的吸氧特性反应了有关煤自热的某些特性, 煤吸氧特性参量主要有: 吸附氧量、吸附环境温度和吸附过程参量。 经过大量的试验研究表明, 煤在低温常压下对氧的吸附符合刚格谬尔(Langmuir)提出的吸附规律, 在实验中应满足下述条件: ①固体表面是均匀的, 也即对某一单组份的煤粒能够认为其表面
开采有自燃倾向煤层的矿井 采取综合预防煤层自然发火的措施 为使我矿在具有自燃倾向性煤层中开采安全生产，结合本矿实际，制定综合预防煤层自然发火的安全技术措施： 煤的自然发火的形成，首先是煤有自燃倾向性。这种煤层暴露在空气中以后，是否会发生自燃，要根据其外在的散热条件决定。如果散热条件好，热量不会聚积到一定温度，则煤体温度不会显著上升，也就不会发生自燃。反之，如果散热条件不好，煤体到一定温度后，氧化迅速加快，煤体温度继续上升到着火温度，就会发生火灾。 煤炭自燃的过程可分为两个阶段。一是煤炭自燃准备阶段，这是内在的变化过程，用肉眼和感觉是不易察觉的，但也会出现越来越明显的外部征兆。例如，发火区段内出现雾气，巷道壁“出汗”，井口、巷道口、地面裂缝出现水气，出现煤和坑木的干馏味，矿井空气温度、巷道壁温度和矿井涌出水温度上升，矿井水中酸度增加等；二是煤炭自燃阶段，指前一阶段使煤的温度上升到临届温度以后，氧化急剧加快，产生大量热量，如果仍无良好的散热条件，则煤体温度迅速升高，达到着火温度，则会着火燃烧。预防煤炭自然的措施如下： 1、具有自燃倾向的煤层，容易自然发火点有：（1）采空区；（2）突出孔洞；（3）煤层巷道中的冒落孔洞；（4）煤层中暴露的空隙等是最容易发生自然发火的地点和部位。所以重点对这些地点和部位，必须采取防止自然发火措施。 2、正确选择开拓方式、巷道布置与采煤方法，回采率高，回采
速度快，采空区易于隔绝。因此，应采用集中岩巷布置，采区内尽量少掘辅助性巷道，避免采用高落式、房柱式等回采率低的采煤方法。对中厚煤层、厚煤层，必须采用分层采煤法应采取的预防措施。同时，还应加强顶板管理，保护煤壁于煤柱的完整性。 3、采煤工作面必须采用后退式采煤方法，提高回采率，加快回采速度，并根据采取防火措施后的煤层自然发火期确定采区开采期限。使工作面在自然发火期到来前采结束，并进行封闭。 4、开采有自燃倾向性的煤层，采煤工作面回采结束后，必须砌筑永久性密闭，最迟不得超过45天。 5、防止漏风，做到风流稳定，漏风量小，通风网路中有关区段易于隔绝。漏风量决定于漏风风路两端的风压差和风阻。因此，预防漏风的技术措施，就是尽可能增加漏风风阻和降低漏风风路两端的风压差。 6、进行预防性灌浆。其作用是隔绝碎煤与空气的接触，增加采空区密闭效果，并对已发生温度升高的煤炭有冷却作用。 7、回采过程中不得任意留煤柱和顶煤，采煤的浮煤必须清扫干净。 8、必须明确选定自然发火观测站或观测点的位置，并建立监测系统，确定煤层自然发火的标志气体和建立自然发火预测预报制度。并建立专用防火记录本，定期检查、分析，发现自然发火指标超过或达到临界值等异常变化时，立即发出自然发火预报，采取措施进行处理。