預測預報煤自燃的幾個(gè)指標氣體(CO、C2H6、CH4、C2H4、2H2、△O2) | |||
目前,國內外可作為預測預報煤自燃指標氣體主要有CO、C2H6、CH4、C2H4、2H2、△O2(△O2為氧氣消耗量)等及其生成的輔助性指標。 眾所周知,煤在氧化升溫過(guò)程中,會(huì )釋放出CO、CO2、烷烴、烯烴以及炔烴等指性氣體。這些氣體的產(chǎn)生率隨煤溫上升而發(fā)生規律性的變化,能夠預測和反映煤自燃發(fā)火狀態(tài)。CO貫穿于整個(gè)煤自然發(fā)火過(guò)程中,一般在50℃以上就可測定出來(lái),出現時(shí)濃度較高;烷烴(乙烷、丙烷)出現的時(shí)間幾乎與CO同步,貫穿于全過(guò)程,但其濃度低于CO,而且在不同煤種中有不同的顯現規律;烯烴較CO和烷烴出現得晚,乙烯在110℃左右能被測出,是煤自然發(fā)火進(jìn)程加速氧化階段的標志氣體,在開(kāi)始產(chǎn)生時(shí),濃度略高于炔烴氣體;炔烴出現的時(shí)間最晚,只有在較高溫度段才出現,與前兩者之間有一個(gè)明顯的溫度差和時(shí)間差,是煤自然發(fā)火步入激烈氧化階段(也即燃燒階段)的產(chǎn)物。因此,在這一系列氣體中,選擇一些氣體作為指標氣體,以及準確檢測,就能可靠判斷自然發(fā)火的征兆和狀態(tài)。 早在“七·五”期間,國家攻關(guān)項目《各煤種自然發(fā)火標志氣體指標研究》的研究中,對我國各礦區有代表性的煤種進(jìn)行了自然發(fā)火氣體產(chǎn)物的模擬試驗,得出了指標氣體與煤種及煤巖之間的關(guān)系。 第一、隨著(zhù)煤種的不同,煤自然發(fā)火氧化階段(緩慢氧化階段、加速氧化階段、激烈氧化階段)的溫度范圍、氣體產(chǎn)特和特性都不同。 第二、各煤種從緩慢氧化階段的氣體產(chǎn)物優(yōu)選為靈敏指標的為:褐煤、長(cháng)焰煤、氣煤、肥煤以烯烴或烷比為****,以CO及其派生的指標為輔,而焦煤、貧煤和瘦煤則以CO及其派生的指標為****,C2H4或烯烷比為輔;無(wú)煙煤和高硫煤唯一依據是CO及其派生指標。 第三、C2H4可用于氣體分析法中表征低變質(zhì)程度煤著(zhù)火征兆的靈敏指標,同時(shí)也可以作為判斷煤自然發(fā)火熄滅程度的指標;C2H4/ C2H2比值可以更準確地表征煤著(zhù)火溫度的最高溫度點(diǎn),結合其他參數可用于判斷著(zhù)火前的時(shí)間。 由此可見(jiàn),CO雖然參與煤自燃的全過(guò)程,主觀(guān)上會(huì )被認為是****的煤自燃預測預報指標氣體。然而,它還有許多不足:檢測溫度范圍極寬;CO產(chǎn)生量同煤溫之間的關(guān)系不明確,特別是在現場(chǎng)復雜條件下,受風(fēng)流、煤體原生氣體組分、測點(diǎn)選擇及生產(chǎn)過(guò)程等因素影響,難以確定煤氧化自燃的發(fā)展階段,使預測預報的準確率和精度降低。 因此,我們必須充分認識到CO并非唯一的煤自然發(fā)火氣體指標,而要結合其他多個(gè)關(guān)鍵性指標:CO、C2H6、CH4、C2H4、C2H2、△O2,以確報對煤自燃預測預報的準確性。 |
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