束管监测系统在煤层自燃预测预报中的应用

张剑青

（山西西山煤电股份有限公司镇城底矿，山西 古交 030203）

1 矿井概况

镇城底矿井田位于西山煤田的西北边缘，地处山西省古交市。22208综采工作面井下位于南二采区，北为22207工作面（现采），西邻22206回采工作面（已采），北东接南二采区回风巷、皮带巷、轨道巷，南西为南翼上组轨道巷(现掘)、皮带巷、回风巷，其他为未采区。22208工作面所采煤层为2、3号煤，煤层稳定，煤层厚度平均为3.4 m，煤层倾角平均7°。煤尘有爆炸危险性，煤的自然发火倾向性等级为Ⅱ类，属自燃煤层。22208工作面本煤层回采时绝对瓦斯涌出量为5.7 m3/min，邻近层绝对瓦斯涌出量为2.53 m3/min。

2 煤层自燃标志性气体实验研究

煤样选自镇城底矿2号煤层22208综采工作面。煤自然发火气体产物模拟实验装置流程见图1，由各项设备组装而成。煤样选取重量1 g、粒度100目的试验样品，取样间隔20 min/次，试验条件为供气流量100 cm3/min。

图1 煤自然发火气体产物模拟实验装置流程

煤自燃一般分为三个阶段：缓慢氧化阶段、加速氧化阶段以及激烈氧化阶段。若采用CO单一指标进行预测预报，将导致在某些阶段可靠性降低；因此，应探索其他以烯烃和烷烃气体作为指标气体进行辅助预测[1-2]。

实验过程中对所收集的2号煤层煤样进行升温氧化实验，根据实验所得的数据对气体成分、浓度和标志性气体进行详细分析。煤样实验过程中的气体生成情况进行分析可得其浓度变化趋势见图2、图3。

图2 煤样CO和CO2变化趋势

图3 煤样CH4、C2H6、C2H4、C3H8和C2H2变化趋势

通过上述煤样实验，可以得到以下结论：