最新整理气体分析法预测预报典型易燃褐煤自然发火x

1、最新整理气体分析法预测预报典型易燃褐煤自然发火煤自然发火的难易程度随着煤的变质程度的加深而减弱， 即变质程度较低的 褐煤、气煤等通常具有较强的自然发火危险， 而变质程度较高的无烟煤其自然发 火危险性较小。 在变质程度较低的煤种中， 褐煤是典型的具有较强的自然发火危 险的煤种之一。 笔者在对各煤种自然发火预测预报的标志气体的研究基础上， 通 过近几年对龙口北皂矿、平庄六家矿等主采褐煤的矿井的自然发火规律的研究， 并通过自然发火预测预报的实践， 得出气体分析法预测预报典型易燃褐煤自然发 火的一些经验，并 成文，与广大煤矿安全工作者探讨。1 典型易燃褐煤自然发火标志气体的特点1.1 CO 标志气体众

2、所周知，co作为标志气体来预测煤自然发火已以有很长的历史，在我国 及至世界各国都得到了普遍应用。在过去相当长的时间内人们普遍认为， CO 是 检测煤炭氧化自燃发展阶段的最灵敏指标。 但随着科学技术的发展和对煤自然发 火预测预报的不断深入研究，人们逐渐发现， co及其派生指标尽管可用，但并 不是唯一的、最准确、最灵敏的指标，尤其对于典型易燃褐煤来说更是如此。于CO在煤自然发火过程中的检测温度范围极宽， 从40C直到进入激烈氧 化阶段都伴随着CO的产生，这就使得这一指标的预报范围过大。对于褐煤这样 的低变质程度煤，往往在采煤工作面、掘进工作面等作业场所常常能检测到 co 的存在。如在龙口北皂煤矿

3、4212 综放工作面后部刮板输送机头、综放支架顶部 等部位，从回采到结束都能检测到 CO其浓度在5X 10-630X10-6之间。还 有平庄六家矿WH N一段6-3炮采工作面上隅角等处，在回采过程中都能检测到 CO浓度最大时局部超过100X 10-6，如果在这种情况下用单一的 CO作主指标 进行火灾预测预报， 则很难确定目前自然发火所处的状态。 另外，目前很多现场 都提出褐煤煤层是否有原生赋存 CO的质疑，虽然目前还末见到有确凿证据证明 原生赋存CO存在的报道，但如果这种可能性存在的话，对于褐煤来说，仅用 CO 作为主指标进行煤自然发火预测预报， 不但难以确定自然发火的态势， 甚至连是 否发生

4、了自然发火都很难确定。另外，在现场生产环境下，受风流大小、检测仪器误差、取样地点等因素的 影响，很难找出其浓度值所对应的温度值，使得 co发生量与煤温之间的变化关 系不明确，特别是在现场复杂生产条件下， co会出现时有时无的情况，使预测 预报的精度和准确率大大降低，甚至出现漏报或误报。因此，在co标志气体应用时一定要谨慎，不能单从某一个具体检测值来判 断自燃火灾态势，应密切注意 co变化趋势，如果出现连续增长的势头，则应发 出自然发火的预警， 并配合相应的防灭火技术措施， 另外， 建议在现场自然发火 预测预报中尽量使用co的派生指标，如火灾系数等，以排除风流变化的影响。1.2 c2H4 标志气

5、体在煤层吸附的瓦斯气体中，没有C2H4气体组份，因此可以认为C2H4仅是在 煤氧化过程中产生的。虽然C2H4的现场应用同样也遇到和 CO样的问题，即现场检测到的 C2H4 可能时有时无、时大时小，但就其临界温度而言，则具有很大的应用价值。如果 现场检测到C2H绷U无可置疑地可以断定煤已经开始自然氧化，并且此时的煤温 已经超过其临界温度值（80120C）,这比单纯用CO又准确了一步，同时也可 以根据检测到的C2H4浓度变化的趋势，估计自然发火温度在这一温度段的情况。 于C2H4的出现是煤氧化进入加速阶段的标志， 因此，如果井下检测到C2H4应尽 快采取措施， 否则很可能在较短的时间内发展为明火火

6、灾。 所以在矿井自然发火 预测预报工作中，密切注意和观察 C2H4的出现及其浓度的变化，对矿井防灭火 工作具有十分重大的意义。1.3 C2H2 标志气体C2H2出现的时间最晚，出现的临界温度值也最高，对于褐煤来说，一般在 XXXX190C之间。C2H2的出现表明煤的氧化已进入剧烈氧化燃烧阶段，因此它 是煤自燃进入燃烧阶段的标志。与 CO和烯烃气体相比，其间有一个明显的时间 差和温度差，在矿井防灭火工作中，要充分利用这一段时间，积极采取措施，控 制和消灭火灾事故，有效地阻止自燃向燃烧阶段发展，防止事故的扩大。长期的应用与实践表明：如果在井下监测区域内检测到C2H2的存在，则可以推断在监测区域内某

7、处至少存在已经处于阴燃或明火的高温火点， 此时应采取 果断的措施，并注意不要将高温体直接暴露于空气中，以免发生明火引燃瓦斯、 煤尘等使事故扩大。1.4 C2H4/ C2H6 标志气体比率（烯烷比）褐煤自然发火过程中， C2H4/ C2H6 比值随煤温变化的曲线呈驼峰形，其总 规律是起初随着煤温的升高比值逐渐增大， 并达到第一峰值， 之后随煤温的升高 而下降， 随着煤的氧化进入激烈氧化阶段， 比值又出现在第二次峰值。 平庄六家 矿 C2H4/ C2H6 随煤温的曲线如图 1 所示。在C2H4产生的开始阶段，其发生速率快于C2H6勺增长速度，因而其比值逐 渐增高，并且出现第一次峰值，之后煤的氧化进

8、入了加速氧化阶段，C2H6发生速率高于C2H4的发生速率，因而比值又开始下降，在接近煤的激烈氧化阶段后， C2H4的发生速率又快于C2H6这样又出现了第二次峰值。因此，第一次峰值出 现是煤开始进入激烈氧化阶段的标志。图1平庄六家矿褐煤C2H4/ C2H6曲线1.5 链烷比链烷比主要包括 2 类：一类是长链的烷烃气体与甲烷的比值（ C2H6/CH4， C3H8/ CH4 C4H10/ CH4，另一类是长链的烷烃气体与乙烷的比值 （C3H8/ C2H6 C4H10/ C2H6）o链烷比随煤温的变化曲线有类似于上述烯烷比的情况，如图2所示。图2 平庄六家矿褐煤的链烷比曲线也就是说， 随着温的升高链烷比会表现出时升时降现象， 出现类似峰值， 但 于褐煤瓦斯赋存量一般都较小，实际生产过程中有时往往检测不到甲烷和乙烷， 另外就检测到的甲烷来说， 其大部分为吸附气体， 氧化生产的甲烷仅占极小的一 部分。因此，从预测预报的角度来看，链烷比不适宜作为褐煤自然发火预测预报 的指标。2 自燃火灾事故预测预报的实例分析2.1 火灾事故发展简要经过20xx年6月15日，平庄家矿 W N 一段6-3炮采工作面采空区开始安装束 管采样系统进行采空区自燃“三带”观测试验，此