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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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。

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。