气体分析法预测预报典型易燃褐煤自然发火.docx

欢迎光临安全人之家 https:/ 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，并整理成文，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。 由于 CO 在煤自然发火过程中的检测温度范围极宽，从 40一直到 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 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 欢迎光临安全人之家 https:/ 都能检测到 CO，其浓度在 510-63010-6 之间。还有平庄六家矿 WN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 10010-6，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。 欢迎光临安全人之家 https:/ 虽然 C2H4 的现场应用同样也遇到和 CO 一样的问题，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 C2H4 则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 （80120） ， 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。由于 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 150190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