许疃煤矿煤炭自燃指标气体优选与应用

骆大勇，刘 振

(1.重庆工程职业技术学院，重庆 402260； 2.淮北矿业集团许疃煤矿，安徽 亳州 233501)

在煤矿开采过程中，采空区是发生煤炭自燃最频繁的地方，且当采空区一旦发火，往往很难被隔离处理，灾情难以消除[1]。目前，国内外普遍采用指标气体检测预测煤炭自燃，但不同的矿区、不同的煤层，甚至同一矿区不同煤层或同一煤层不同区域的指标气体都可能存在差别。为了有效预测许疃煤矿3238工作面煤炭自燃，首先对工作面采集煤样进行自燃倾向性测试，然后进行低温氧化试验测试，并对试验过程中各种气体出现的最早时间、生成量与温度变化之间的规律进行分析，得出在不同的温度阶段采用不同的预报煤炭自燃的指标气体[2-9]，以便为现场实践应用提供理论基础。同时，通过数值插值拟合方法，得出指标气体体积分数与温度之间的关系[10-12]，以期对现场的防灭火工作提供实际指导。

1 试验测试系统及煤样

1.1 试验装置

煤自燃倾向性测试采用ZRJ-1煤自燃性测定仪进行测试。试验煤样是在许疃煤矿3238工作面中部采集的2#煤样。按照国家标准方法对试验煤样进行了工业和元素分析[13-14]。煤低温氧化试验采用煤自燃特性测试系统进行试验，试验装置由进气系统、自动控温加热系统、气体分析系统构成，主要部件包括高压气瓶、稳流装置、流量控制器、控温炉、煤样罐、温度显示和控制系统、气相色谱仪等，其结构如图 1 所示。

图1 煤自燃特性试验装置示意图

1.2 试验煤样

根据煤样采集原则及研究需要，分别在许疃煤矿3238工作面上口(工作面风巷口)、中部(工作面开切眼中部)和下口(工作面机巷口)处各采集1袋新鲜煤样，对应编号分别为1#、2#和3#。……