某矿煤自燃程序升温实验研究

张升文

(汾西矿业集团水峪煤业，山西 孝义 032300)

引 言

煤自热升温过程中，随着煤温的升高，会逐步出现很多反映煤自燃程度的判定指标。在一些特征温度点，这些指标会出现或其表征参数发生特殊的变化，分析各项指标及其随煤温的变化规律，判定煤温或煤自燃程度。这些特征温度点寻找的越多、越准确，对煤自燃过程的划分则越细，则对煤自燃程度的定量判定就越精细[1-2]。

根据程序升温实验所测数据绘制出的煤在升温过程中指标气体的成分、浓度与煤温的相对变化规律，可以了解在煤升温时煤氧复合反应的过程中，CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4等气体浓度的变化规律，从而进一步研究煤的自燃特性，推断煤的自燃特性[3]。

1 程序升温实验的建立

1.1 实验煤样

本次实验选取了某煤矿20306工作面煤样，工业分析数据如表1所示。20306工作面煤层煤样属低灰、特低硫、高热值长焰煤，煤质较好，煤层自燃倾向性为Ⅱ类，发火期为3个～6个月。煤样的采取、封存及其制备按照煤层煤样采取方法(GB/T482-2008)、商品煤样采取方法(GB475-1996)和煤样制备国家标准(GB474-1996)的要求进行：将原煤样在空气中破碎并筛分出粒度为：0 mm～0.9 mm、3 mm～5 mm、7 mm～10 mm的3种煤样，并分别对其进行程序升温实验，实验条件如表2。

表1 20306工作面煤样工业分析

表2 程序升温箱煤样加热升温实验条件

1.2 实验装置及实验过程

整个实验系统分为气路、控温箱和气样采集分析三部分。先把1 000 g测试煤样放入煤样罐中，然后接通电源，空气流量设置为120 mL/min，开始加热。将控温箱和色谱仪相连，开始自动分析，整个实验保证气密性完好。……