煤层自燃防治技术探究现状

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1、煤层自燃防治技术探究现状　　摘要：随着我国煤炭产量的不断增加，新建矿井不断增多，存在自燃发火危险的矿井已占到全国煤矿总数的60%以上，频发的煤层自燃事故，已严重地威胁国家利益和人民的生命财产安全，对国内煤炭行业的持续发展造成不利影响。本文主要介绍了当前国内外在煤层自燃火灾防治技术上的研究成果。关键词：火灾煤层自燃防治措施0引言矿井火灾是煤矿五大灾害之一，在矿井火灾发生总数中，外因火灾所占比重较小，粗略地说90%以上的矿井火灾都属于煤层自然发火引起的内因火灾，因此煤层自燃火灾防治技术的研究十分重要。1煤层自燃危险性预测方

2、法现阶段，我国的煤炭行业主要通过统计类比预测法、自燃倾向性实验、综合评判预测法三种途径来预测外煤层自燃危险性。1.1统计类比预测法该预测方法是基于业内现有自然发火事故统计资料，对现采煤条件下煤层的自然危险性进行分析预测。该方法仅能参照煤层自然发火数据资料，结合现场条件对煤层可能发火的危险性进行粗略的分析。91.2自燃倾向性实验该预测方法是按照测试煤的自燃倾向性划分出煤层自然发火等级，将现场煤体与划分结果进行对比，最后确定煤层自燃发火危险程度。自20世纪90年代起，色谱动态吸氧法在我国得到初步的推广和应用。该方法将色谱仪

3、中分离气体的色谱柱改换成了煤样试管，测量煤样对氧气的物流吸附量，并以某一温度条件下（30℃）每克干煤的吸氧量来分出自燃性等级。1.3综合评判预测法综合评判预测法是基于大量数据资料对引起煤层自燃的主要因素进行分析，根据分析结果对煤层自燃发火的危险程度进行判断。近年来我国学者采用神经网络的方法预测煤层自燃的危险程度。2煤层自燃火灾预测预报技术现阶段，业内主要通过指标气体分析法、测温法、示踪气体法、气味检测法、测氡法等有效途径来预报煤炭自燃情况。2.1指标性气体分析法煤炭在氧化自燃过程中，会产生乙烷、乙烯、CO和CO2等指标

4、性气体，分析这些气体就能准确得知煤炭氧化和燃烧程度，其生成物的种类与温度能有一定的规律，因此可利用指标性气体的发生量和变化规律，来预报煤炭自燃发火情况。9当前，许多国家均通过CO气体对煤体自燃发火情况进行监测。其原因是：①煤炭在低温氧化时煤体温度逐渐升高，CO在这一过程中会发生显著的变化，对煤体自燃的反映比较灵敏。②煤层中不含CO，CO气体生成后会被风流快速稀释并排除。③CO指标性气体检测方法简单易操作。在井下作业过程中，空气中一旦有CO气体出现并不断增加，就可直接判定井下煤层存在高温点或煤层已发生氧化自燃。通过CO监

5、测煤层自燃发火情况也存在一定的弊端。从煤体开始低温氧化至着火燃烧都可能出现CO，该气体涌出温度范围宽，不易准确把握其定量临界值。为解决这一问题，国内外学者提出，可通过烷烯烃类气体把握定量临界值，对煤层自燃情况进行准确预测。煤样加温实验证明，烷烯烃类气体涌出温度范围比CO窄，通过它可准确判断煤层自燃情况。在试验中，当煤温达到70～80℃时会产生乙烷气体；煤温为110～130℃时产生乙烯，达到130～150℃时产生丙烷、丙烯，达到150～170℃时会产生丁烯。井下作业过程中，只要准确把握这个规律，就能根据烷烯烃气体和碳原子

6、数量来推测煤温，进而确定煤层自燃情况。2.2测温法该方法是通过温度传感器实时监测测点温度，进而判定煤层发火危险程度。煤温和煤层发火程度都可以通过该方法直观地反映出来。2.3示踪气体法9示踪气体具有良好的恶稳定性，可通过该气体测量采空区漏风量。先选择一些在一定温度条件下容易热解的气体，在同一环境中使其与示踪气体共同释放，然后通过采样对其比例变化进行检测，也可对其分解物进行检测，以此来掌握煤层火灾隐患点的温度值，达到预测煤体自燃的目的。2.4气味检测法该方法是通过一组不同类型的气味传感器，根据不同气味传感器的仿生双分子膜在

7、感知不同气味刺激后引起传感器晶振装置频率的变化，并通过人工神经网络理论对不同种类的气味物质进行识别，气味传感器可以感知煤体在低温（30～40度）氧化初期释放气味的细微变化，由此预测预报煤层自然发火情况。2.5测氡法探测火源位置煤岩底层含有半衰期较长的天然放射性元素。在衰变过程中，放射性元素可衰变成氡元素，同时放出射线，我们可根据粒子浓度的测量结果对氡气浓度值进行测定。基于煤岩底层的地质构造和岩性的差异，同一地区的不同岩层或同一岩层中的不同层位所含的放射性元素总量，以及其衰变产物从地下向上迁移速率和浓度都存在差异。当地下

8、存在热源时，由于地下火区所产生的温湿度和压力条件的变化，在相似的地质条件下，氡及其同位素向上迁移的速率，高于地下无热源时的迁移速率。采空区的自燃区顶部氡气浓度比无热源区的氡气浓度高。通过科学的测量方法对氡气浓度变化进行测量，确定出异常变化区域，进而对地下采空区火源进行准确定位。3指标性气体检测技术9煤炭自燃指标气体的检测技术主要有