矿业安全与环保

作者：文虎, 郭曦蔓, 张铎, 程小蛟, 魏高明, 唐瑞

关键词：高瓦斯煤层, 煤自燃, 程序升温, 格氏火灾系数, 指标气体

为解决建北煤矿高瓦斯煤层自然发火早期精准预测预报的难题，以该矿4204工作面煤层为研究对象，利用程序升温实验重点分析不同粒径煤样在升温氧化过程中CO、CO 2、C 2H 6、C 2H 4等气体体积分数的变化规律，通过格氏火灾系数等方法进行处理分析。结果表明，建北煤矿煤样出现CO的临界温度为60~80 ℃，且整体变化趋势呈指数增长，CO气体产生量与粒径呈反比关系；C 2H 4出现的温度约为120 ℃，且煤样粒径越小其体积分数增长越快。依照指标气体优选原则，确定建北煤矿4204工作面高瓦斯煤层煤自燃的优选指标：主要气体指标为CO、第二类火灾系数；辅助气体指标为C 2H 4、烯烷比 φ(C 2H 4)/ φ(CH 4)和 φ(C 2H 4)/ φ(C 2H 6)、第三类火灾系数。应用指标气体CO和煤温进行函数曲线拟合，进一步验证煤自燃程度。研究结果为建北煤矿高瓦斯煤层自燃预报提供了理论依据，对我国同类工况条件的高瓦斯煤层煤自燃早期预测预报与超前防控具有重要的指导意义。

来源：2022年第3期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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