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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

封闭火区链烃生成量反映煤炭自燃状况

2017-06-12

  如在井下检测到了CH4,C2H6,C3H8, C2H4,C2H2等烃类气体,表明该区域已经发生煤自燃。如何准确判定封闭火区火势发展状况是灭火的基础,来自辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室的周西华教授课题组的一项研究指出,当发生火灾事故且封闭火区后,通过综合考虑煤变质程度与火区链烃生成量等因素,并根据链烃气体与温度的变化规律可以判定封闭火区火势发展状况,为进一步灭火奠定基础。该项研究近日发表在《煤炭学报》2016年第7期。


  煤自燃是一个复杂的过程,自燃引起的火灾占矿井火灾总数的85%~90%。煤自然发火的预测、封闭火区内燃烧状态主要利用标志性气体判断,但由于煤的变质程度不同,产生的标志性气体的初现温度、气体成分、浓度存在很大的差异。科学家们的研究主要集中在单一煤种不同风量对煤自燃气体生成规律,以及低温氧化阶段参数预报等方面,而对煤在高温燃烧阶段对气体生成规律影响研究较少。


  周华西教授课题组认为非常有必要研究不同变质程度煤燃烧特性及气体生成规律,以更科学地指导煤炭自燃灭火。因此研究人员选取平庄矿褐煤、王营矿气煤、朱仙庄矿焦煤和马堡矿瘦煤4种不同变质程度的煤样为试验煤样,通过热重试验确定了煤燃烧阶段的温度范围,即褐煤、气煤、焦煤和瘦煤燃烧阶段温度分别为247~433,279~542,313~574和333~618 ℃。而后采用双管电炉自制程序升温燃烧试验对4种不同变质程度的煤进行燃烧,研究链烃初现温度、体积分数及氧气体积分数的变化规律。


  研究发现在煤自燃过程中,随着煤样变质程度的不同产生的气体浓度存在明显的差异并具有规律性,自燃过程中产生的烷烃气体最大值和总浓度随着煤变质程度的增大都会降低,煤变质程度越高,则其生成链烃气体的体积分数越小且耗氧量越大。


  该项研究得带了国家自然科学基金、辽宁省教育厅基金项目的的资助。


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