煤炭自燃指标气体

山西工程职业学院主讲教师：迟克勇《煤矿安全技术》矿井防灭火技术安全技术与管理专业教学资源库煤炭自热阶段，矿井自然发火区域或煤自然发火发展过程中空气成分发生变化，其明显的特征是氧含量减少、二氧化碳气体和一氧化碳气体含量增加、产生其他各种碳氢化合物气体。通过采样化验分析，对比用风区域进风风流与回风流的空气成分变化或采空区内的气体成分变化，便可确定是否发生自燃火灾。一、预报煤炭自然发火的指标气体1.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，能反映煤炭自热初期阶段特征的、用来作为自然发火早期预报的气体叫指标气体。一、预报煤炭自然发火的指标气体2.指标气体必须具备如下条件：(1)此种气体为煤炭氧化生成，而不是煤层中含有和解吸物质。(2)灵敏性。即正常大气中不含有、或虽含有但数量很少且比较稳定，一旦发生煤炭自热或可燃物燃烧，则该种气体浓度就会发生较明显的变化，指示火灾的发生和发展。(3)规律性。即生成量或变化趋势与自热温度之间呈现的规律和对应关系。(4)可测性。可利用现有的仪器进行检测。一、预报煤炭自然发火的指标气体2.指标气体必须具备如下条件：(1)此种气体为煤炭氧化生成，而不是煤层中含有和解吸物质。(2)灵敏性。即正常大气中不含有、或虽含有但数量很少且比较稳定，一旦发生煤炭自热或可燃物燃烧，则该种气体浓度就会发生较明显的变化，指示火灾的发生和发展。(3)规律性。即生成量或变化趋势与自热温度之间呈现的规律和对应关系。(4)可测性。可利用现有的仪器进行检测。一、预报煤炭自然发火的指标气体目前，世界上几个主要的产煤国家预报煤炭自然发火采用的指标气体如表3-2-4-1

所示。一、预报煤炭自然发火的指标气体国别指标气体国别指标气体中国CO、C2H4、ICO、烟等日本CO，C2H4/CH4，ICO，C2H4，烟，等原苏联CO，C2H4/C2H2，烟等英国CO，ICO，C2H4，烟，等原西德CO，ICO，烟等美国CO，ICO，C2H4，烟，等表3-2-4-1

主要产煤国家预报煤炭自然发火的指标气体1.一氧化碳COCO是煤在氧化自热过程中生成的主要气体产物之一，其生成时间早（一般煤种在50℃左右开始出现），生成量大，且生成量随温度升高按指数规律增加，是预报煤炭自燃火灾的较灵敏的指标之一。因此，大多数国家采用CO作为预报矿井火灾的指标气体，正确性比较高。二、预报煤炭自燃的参数指标2.火灾系数（Ico）如前所述，单独使用CO浓度作为指标气体的缺点是，一方面受风量影响，另一方面当矿井大气中出现CO时并不仅仅意味着一定是煤炭自热的早期阶段。为了克服这个缺点，最早由英国J．J．Graham（格拉汉姆）提出了风流经火源或自热源风流中的CO浓度增加量与氧浓度减少量之比，作为自然发火的早期预报指标，这一指标称为火灾系数或格拉汉姆系数。这一理论提出后经过分析研究，又将CO2的浓度增加量也考虑进去，用三个火灾系数作为指标。二、预报煤炭自燃的参数指标3.乙烯C2H4实验发现，煤温升高到某一值（80℃～120℃）后，会解析出C2H4、C3H6等烯烃类气体产物，而这些气体的生成量与煤温成指数关系，碳原子多的出现温度高。乙烯出现的温度与煤的燃点和挥发分多少有关。由于一般矿井的大气中是不含有乙烯的，因此，只要井下空气中检查出乙烯，则说明已有煤炭在自燃了。二、预报煤炭自燃的参数指标4.其它指标气体有的煤矿采用乙烯C2H4和乙炔C2H2之比来预测煤的自热与自燃。煤温较低时烯炔比较低