付豪
贵州盘江精煤股份有限公司 贵州盘州 553536
摘要：煤炭加热随着温度的升高释放出气体，出现这些气体及气体的浓度基本能准确反映煤层的环境温度。通过对不同煤层的煤样加热至不同温度下出现的指标气体浓度规律的总结分析，得出结论，所得的结论用于指导矿井的煤层自燃预测工作。
关键词：煤样；煤炭加热；浓度；温度；指标气体
煤炭自燃不但使大量煤炭资源被烧毁或无法开采，而且在矿井中常造成人员伤亡和设备器材损坏，有时还能引起矿井爆炸事故，以及对地区环境造成严重危害，给煤矿的安全生产带来很大威胁。如何有效减少和防止自燃火灾也成为了目前国内外有关专家致力研究的课题。实验表明，煤炭自燃的过程中，煤氧作用、反应产生的气体和煤温之间存在密切的关系，通过实验可优选出实现早期预报煤炭自燃的指标气体。月亮田煤矿进行煤层加热试验研究，总结出指标气体在煤层中出现最低温度以及及浓度与温度变化规律后指导防止煤层自燃工作。
一、煤层基本情况
选择月亮田煤矿在采煤层6#煤层、10#煤层和12#煤层作为采样煤层。采样煤层基本情况如下：
6#煤层：煤层厚度0.3～1.66m，煤层倾角9～25°；
10#煤层：煤层厚度0.92～2.42m，煤层倾角9～25°；
12#煤层：煤层厚度2.95～3.74m，煤层倾角9～25°。
二、实验设备
煤层加热装置如图1所示，主要由加热装置、气体搜集装置、铜制置样台、空气瓶和气相色谱分析仪组成。
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图1 实验装置图
三、实验过程
1.取样：所取煤样尽量保持在井下的原有状况，防止煤样内气体的流失。在不同煤层多次取样，取煤层全煤样即由煤层顶板至煤层地板用煤锹掏1000mm宽，200mm厚的煤样，装入密封袋后立即送至实验室。
2.试验过程：将井下所取煤样置于加热装置内的铜制置样台后密封加热装置检查装置是否漏气；在空气瓶与加热装置连接处加装防逆流装置，及时补充加热装置中的空气损耗；调节加热装置温度，设置温度变化值为0.2℃/min，加热温度范围设置为20~110℃；搜集装置搜集气体1次/℃，搜集完气体后用气相色谱分析仪测定不同温度下的气体浓度（气体体积百分比）。
四、数据记录与分析
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实验得出：主要指标气体在特定温度下才会出现，出现后浓度与温度呈现正相关；辅助指标气体从实验初始时就存在，浓度与温度呈现正相关。
五、结论
1.一氧化碳（CO）：6#煤层在29℃时出现、10#煤层30℃时出现和12#煤层30℃时出现；浓度随温度升高而增大，70℃时增速放缓；
2.乙烯（C2H4）：6#煤层在100℃时出现、10#煤层110℃时出现和12#煤层未出现；浓度随温度升高而增大；
3.甲烷CH4、乙烷C2H：浓度随温度升高而增大，70℃时增速变大；
4.6#煤层的煤炭对温度的敏感性高于10#煤层和12#煤层。
参考文献：
[1]许波波,张人伟,杜高举,闫明仁.煤层氧化自燃指标气体分析[J].煤矿安全,2009(02):33-34.
[2]贾化成,张福成,方超,李宗翔.煤的氧化特性实验研究[J].中州煤炭,2014(01):100-102.
[3]朱令起,邓毅,王福生.不同变质程度煤自燃指标气体优选[J].煤炭技术,2019(09).
[4]尹文萱,姚刚毅.煤自燃氧化升温快速实验研究[J].煤炭科学技术,2004(09):53-55.
作者简介：付豪（1992-02），男，贵州省六盘水市水城县，本科，助理工程师，煤炭工程技术研究