煤的最短自燃发火期实验及数值分析
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一
—
厚的石棉保温 ， 防止煤 体内产生热量 的损失。温度采 集系统 由温度传感器、 记录仪 和上位机等组成。气样 分析系统包括采样袋和色谱分析仪等 。
１ ． ２ 实验 过 程
把 来 自某煤矿 ４—２ 工 作面 的新 鲜 煤样 ， 制 成 标 准 煤样。其中取少量煤样做工业分析 ， 其余的都尽快装
：
２ ０ ０ ０ ０
０ ０ 。 。
收稿日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ７ — ０ ７ 作者 简介 ： 董旭 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 河北辛集市人 ， ２ ０ ０ ２ 年７ 月１ 日毕业 于内蒙古科技大学自动化 系 ， 工程师 ， 内蒙古煤矿 安全培 训 中心 讲师。
Ｉ
Ｉ 、 Ｉ
进速度 ， 提高 了矿井的安全性和综合效益。
参 考文 献 ：
［ １ ］ 贾宗谦 ， 等． 自家庄矿２ ３ ５ ２ Ｏ 工作面煤 层注水防尘效果分 析［ Ｊ ］ ． 山西煤炭 ， ２ ０ １ ２ ， ３ ２ （ １ １ ） ： ５ ９— ６ ０ ． ［ ２ ］ 宋志荣 ， 等． 南 阳煤 矿３ ２ ０ ９ 综采面煤 层长孔 注水的 试验
实验装置包括 供气 系统， Ｐ Ｌ Ｃ 控 制的隔离保温 层、 气样解析和温度测量等三部分 。隔离保温系统 ： 在炉 体的内壁上用石棉布绝热 ， 在外壁上加入Ｐ Ｌ Ｃ 控制 的可 控循环水 ， 来控制其环境温度 ， 然后在其外侧再加附 ２ ｃ ｍ
蒜
温度℃
图二
０ 的浓度 随温 度的变化 曲线 ｃ Ｉ 。 ｌ 白 ｑ 浓度随温度的变化曲线
ｉ １ ５ ０
５ ０ ０ 。
０
５ ０
１ ０ ０
ｌ ５ ０
２ ０ ０
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２ ５ ０
基座℃
图三
Ｃ Ｏ的浓度随温度的变化 曲线 （ 下转 第 ２ ０ ０页 Ｊ
１ ９７
洲
位 ｏＩ
鲞囊靖
度带■糟
厂
—］
全 尘降 尘效 率 平 均 为３ ９ ． ５ ％， 呼 吸 性 粉 尘 的效 率 平 均 为４ ２ ． ３ ％ 。改善 了工作面作业环境， 加快 了工作 面推
中图 分类 号 ： Ｔ 【 ｙ ７ ５＋２
文献标 志码 ： Ｂ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ８—０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ４ ） １ ０— ０ １ ９ ７— ０ １
我国煤炭资源丰富 ， 但从北向南， 煤矿煤炭 自燃火 灾事故十分严重 ， 全国具有 自燃发火危险 的煤矿所 占 比例大 、 覆盖面广。除少数无烟煤矿 区外 ， 绝大多数矿 井开采褐煤 、 长烟煤、 肥焦煤 ， 而这些煤种又是 极易发 生 自燃的煤种 ， 据统计煤炭 自燃 约占井下火灾 的７ ０ ％， 自燃发火严重的矿区达８ ０ ％一 ９ ｏ ％。 般描述开采煤层最短 自燃发火期的测定方法有 以下 三种 ： （ １ ） 统计法 ： 是 指煤 矿 的开 采 面 中 ， 暴 露 于 空 气 中 的新鲜 煤样 ， 在 一 定的 环 境条 件 下 ， 温 度 达 到 自燃 着 火 点所需的最短时间 ， 称为 统计法的 自燃发火期。一般 褐煤为０ ． ５～ ２ 个 月， 长焰煤为ｌ一 ３ 个 月， 焦煤为６～ １ ２ 个 月， 无烟煤不 易自燃。此种方法没有科学性 ， 它只是 个范围值 ， 不够精确， 给煤矿的生产带来了很多的不便。 （ ２ ） 理论计算法 ： 取 少量 的煤 ， 通过差热分析仪或 同步热分析仪得 出热量与温度的函数关系 ， 建 立差微 分方程 ， 求解 出的发 火期为理 论计算 法 自燃 发 火期。 此种 方法 得 出的最 短 自燃 发 火 期再 现 性 差 、 误差大、 操 作复杂、 应用范围有限。 （ ３ ） 实验法 ： 取 不 少于１ ． ２ ｔ 的新 鲜 煤样 ， 去矸 。 密封 送往实验室 ， 制样 并装炉。其 中煤样粒度为０ ． ５— ３ ． ５ ｍ ｉ ｌ ｌ ， 供风风速为０ ． ０ ０ ０ ５～ ０ ． ０ ０ １ ｍ ／ ｓ ， 装煤高度不 小于 １ ． ２ ｍ， 炉 体 的半 径 不 小 于０ ． ６ ｍ， 此 种 方 法 是 通 过 实 验 手 段 得 出的 ， 具有一定的科学性 ， 操作相对而 言简单、 再 现 性好 、 应 用范 围广 。 本次实验采用实验法 ， 煤样来 自某煤矿４— ２ 工作 面的新 鲜煤 样 ， 破 碎粒 度 １ ． ０～３ ． ０ ｍ ｍ， 供 风风 速 为 ０ ． ０ ０ １ ｍ ／ ｓ ， 装煤高度为１ ． ２ ｍ， 炉体的为Ｏ ． ６ ｍ 。
２实验结 果及 分析
根据实验数据绘制的各传感器温度 的变化曲线如
下所 示 ：
图一
温度随时 闻的变化 曲线
０ ２ 的 浓度随 温度的 变化曲 线
２ ５
２ ０
ｓ
ｇ
ｇ 。
５
１ 煤 炭 自燃 特性 研 究
１ ． １实验 装 置
０ ０ ５ ０ １ ０ ０ １ ５ ０ ２ ０ ０
入炉内。密封 ， 通入所需的气量开始实验 ， 启动隔离保 温系统、 温度采集系统， 观察并记录各点温度的变化情 况， 同时 测 试 在 不 同 温 度 下 ， ０ ： 、 Ｃ Ｏ、 Ｃ Ｏ ： 、 Ｃ Ｈ。 、 Ｃ Ｈ ： 、 ｃ ： Ｈ ４ 、 ｃ Ｈ ６ 、 ｃ Ｈ 。 等气体的产生规律， 分析其 自 燃特性。
董旭。 田海英 柴磊 邸慧娟 （ １ ． 内蒙古煤矿安全培训 中心 ， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ３ ０；
２ ． 内蒙古安元安全科 技有限责任公司 ， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ３ ０ ）
摘 要： 我国开采 的煤层 中 ， 约９ ０ ％有 自燃发火倾 向 ， 自燃发火期最短 的只： ￣２ ０ ｄ 。由于煤炭自燃 ， 我 国每年造成 了巨大 的煤炭资 源损失 ， 甚至引发瓦斯爆炸 ， 造成人身伤亡 ， 严重影响矿井的安 全生产 。 关 键词 ： 最短 自燃发 火期 ； 煤炭自燃特性 ； 实验
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厚的石棉保温 ， 防止煤 体内产生热量 的损失。温度采 集系统 由温度传感器、 记录仪 和上位机等组成。气样 分析系统包括采样袋和色谱分析仪等 。
１ ． ２ 实验 过 程
把 来 自某煤矿 ４—２ 工 作面 的新 鲜 煤样 ， 制 成 标 准 煤样。其中取少量煤样做工业分析 ， 其余的都尽快装
：
２ ０ ０ ０ ０
０ ０ 。 。
收稿日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ７ — ０ ７ 作者 简介 ： 董旭 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 河北辛集市人 ， ２ ０ ０ ２ 年７ 月１ 日毕业 于内蒙古科技大学自动化 系 ， 工程师 ， 内蒙古煤矿 安全培 训 中心 讲师。
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进速度 ， 提高 了矿井的安全性和综合效益。
参 考文 献 ：
［ １ ］ 贾宗谦 ， 等． 自家庄矿２ ３ ５ ２ Ｏ 工作面煤 层注水防尘效果分 析［ Ｊ ］ ． 山西煤炭 ， ２ ０ １ ２ ， ３ ２ （ １ １ ） ： ５ ９— ６ ０ ． ［ ２ ］ 宋志荣 ， 等． 南 阳煤 矿３ ２ ０ ９ 综采面煤 层长孔 注水的 试验
实验装置包括 供气 系统， Ｐ Ｌ Ｃ 控 制的隔离保温 层、 气样解析和温度测量等三部分 。隔离保温系统 ： 在炉 体的内壁上用石棉布绝热 ， 在外壁上加入Ｐ Ｌ Ｃ 控制 的可 控循环水 ， 来控制其环境温度 ， 然后在其外侧再加附 ２ ｃ ｍ
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温度℃
图二
０ 的浓度 随温 度的变化 曲线 ｃ Ｉ 。 ｌ 白 ｑ 浓度随温度的变化曲线
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全 尘降 尘效 率 平 均 为３ ９ ． ５ ％， 呼 吸 性 粉 尘 的效 率 平 均 为４ ２ ． ３ ％ 。改善 了工作面作业环境， 加快 了工作 面推
中图 分类 号 ： Ｔ 【 ｙ ７ ５＋２
文献标 志码 ： Ｂ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ８—０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ４ ） １ ０— ０ １ ９ ７— ０ １
我国煤炭资源丰富 ， 但从北向南， 煤矿煤炭 自燃火 灾事故十分严重 ， 全国具有 自燃发火危险 的煤矿所 占 比例大 、 覆盖面广。除少数无烟煤矿 区外 ， 绝大多数矿 井开采褐煤 、 长烟煤、 肥焦煤 ， 而这些煤种又是 极易发 生 自燃的煤种 ， 据统计煤炭 自燃 约占井下火灾 的７ ０ ％， 自燃发火严重的矿区达８ ０ ％一 ９ ｏ ％。 般描述开采煤层最短 自燃发火期的测定方法有 以下 三种 ： （ １ ） 统计法 ： 是 指煤 矿 的开 采 面 中 ， 暴 露 于 空 气 中 的新鲜 煤样 ， 在 一 定的 环 境条 件 下 ， 温 度 达 到 自燃 着 火 点所需的最短时间 ， 称为 统计法的 自燃发火期。一般 褐煤为０ ． ５～ ２ 个 月， 长焰煤为ｌ一 ３ 个 月， 焦煤为６～ １ ２ 个 月， 无烟煤不 易自燃。此种方法没有科学性 ， 它只是 个范围值 ， 不够精确， 给煤矿的生产带来了很多的不便。 （ ２ ） 理论计算法 ： 取 少量 的煤 ， 通过差热分析仪或 同步热分析仪得 出热量与温度的函数关系 ， 建 立差微 分方程 ， 求解 出的发 火期为理 论计算 法 自燃 发 火期。 此种 方法 得 出的最 短 自燃 发 火 期再 现 性 差 、 误差大、 操 作复杂、 应用范围有限。 （ ３ ） 实验法 ： 取 不 少于１ ． ２ ｔ 的新 鲜 煤样 ， 去矸 。 密封 送往实验室 ， 制样 并装炉。其 中煤样粒度为０ ． ５— ３ ． ５ ｍ ｉ ｌ ｌ ， 供风风速为０ ． ０ ０ ０ ５～ ０ ． ０ ０ １ ｍ ／ ｓ ， 装煤高度不 小于 １ ． ２ ｍ， 炉 体 的半 径 不 小 于０ ． ６ ｍ， 此 种 方 法 是 通 过 实 验 手 段 得 出的 ， 具有一定的科学性 ， 操作相对而 言简单、 再 现 性好 、 应 用范 围广 。 本次实验采用实验法 ， 煤样来 自某煤矿４— ２ 工作 面的新 鲜煤 样 ， 破 碎粒 度 １ ． ０～３ ． ０ ｍ ｍ， 供 风风 速 为 ０ ． ０ ０ １ ｍ ／ ｓ ， 装煤高度为１ ． ２ ｍ， 炉体的为Ｏ ． ６ ｍ 。
２实验结 果及 分析
根据实验数据绘制的各传感器温度 的变化曲线如
下所 示 ：
图一
温度随时 闻的变化 曲线
０ ２ 的 浓度随 温度的 变化曲 线
２ ５
２ ０
ｓ
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ｇ 。
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１ 煤 炭 自燃 特性 研 究
１ ． １实验 装 置
０ ０ ５ ０ １ ０ ０ １ ５ ０ ２ ０ ０
入炉内。密封 ， 通入所需的气量开始实验 ， 启动隔离保 温系统、 温度采集系统， 观察并记录各点温度的变化情 况， 同时 测 试 在 不 同 温 度 下 ， ０ ： 、 Ｃ Ｏ、 Ｃ Ｏ ： 、 Ｃ Ｈ。 、 Ｃ Ｈ ： 、 ｃ ： Ｈ ４ 、 ｃ Ｈ ６ 、 ｃ Ｈ 。 等气体的产生规律， 分析其 自 燃特性。
董旭。 田海英 柴磊 邸慧娟 （ １ ． 内蒙古煤矿安全培训 中心 ， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ３ ０；
２ ． 内蒙古安元安全科 技有限责任公司 ， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ３ ０ ）
摘 要： 我国开采 的煤层 中 ， 约９ ０ ％有 自燃发火倾 向 ， 自燃发火期最短 的只： ￣２ ０ ｄ 。由于煤炭自燃 ， 我 国每年造成 了巨大 的煤炭资 源损失 ， 甚至引发瓦斯爆炸 ， 造成人身伤亡 ， 严重影响矿井的安 全生产 。 关 键词 ： 最短 自燃发 火期 ； 煤炭自燃特性 ； 实验
