4-2煤层自燃发火标志性气体及临界值现场检测(1).docxVIP

河西煤矿 HeXimeikuang 神木市孙家岔镇河西联办煤矿有限公司 4-2煤层自燃发火标志性气体及临界值 现场观察、分析报告 编 制 人： 负 责 人： 审 批 人： 编 制 单 位： 通防科 编 制 时 间：2022年 8月23日 4-2煤层自燃发火标志性气体及临界值现场观察、 分析报告审批签字表 部门/职务 审批意见 签字 日期 通防科 安全科 防治水和地质测量科 机电运输科 调度中心 生产技术科 安全副矿长 机电副矿长 生产副矿长 总工程师 审批意见 4-2煤层自燃发火标志性气体及临界值现场观察、分析报告 一、概况 河西联办煤矿位于陕西省神木县孙家岔镇境内，矿井地理坐标为东经：110°15′55″～110°15′14″，北纬：39°02′04″～39°00′58″。C6100002009081120034481，煤矿共由7个拐点圈定，东西宽约1.00km，南北长约2.50km，面积1.5385km2，设计生产能力60万t/a。 开采煤层：2-2、3-1、4-2、4-3、5-2煤层。矿井采用斜井开拓，长壁式采煤方法，全部垮落法管理顶板，现在2-2、3-1煤层开采完毕，正在开采4-2煤层。 4-2煤层：属稳定的全区可采煤层，厚度3.52～3.74m，平均3.60m；含一层夹矸，夹矸厚度一般为0.16—0.20m左右，下距4-3煤层9.52～11.72m，平均10.94m，总体呈东南厚北部薄。目前4-2煤布置一个综采工作面，即：4-2煤东翼大巷综采工作面 二、标志性气体检测 根据《煤矿防灭火细则》第五十二条规定：开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须确定煤层自然发火标志气体及临界值。自然发火标志气体的临界值应当通过实验研究、现场观测和统计 \t /html/2021/10/28/_blank 分析确定。2017年11月，委托西安科技大学对4-2煤层自燃发火标志性气体及临界值实验研究。 为更好的观测自然发火标志气体及临界值河西联办煤矿在4-2煤设置4处自燃发火气体观测站，分别：4-2煤东翼大巷工作面回风巷、4-2煤总回风巷、4-2煤东翼大巷工作面、4-2煤东翼大巷工作面上隅角。自燃发火气体观测站每隔7天对观测站的气体进行检测、分析1次，（把日期和相关数据列个表描述一下，要么把每7天的表附上）根据观测数据分析：CH4最大值为0.04%，CO2最大值为0.08%，CO最大值为0ppm，温度最大值为21℃。同时在4-2煤东翼大巷工作面上隅角设置了自燃发火束管监测，工作面上隅角束管每天对采空区和上隅角气体进行采样分析，根据束管数据分析4-2煤东翼大巷工作面采空区：O2最大值为13.4%，N2最大值85.9pa，CO最大值为0ppm，CO2最大值为0.4%，CH4最大值为0.3%，C2H6最大值为0%，C2H4最大值为0%，C2H2最大值为0%. 三、结论 因矿井未发生过煤炭自燃，矿井也不存在火区，所以通过自燃发火观测站和工作面上隅角监测数据分析不能有效判断4-2煤层自燃发火标志性气体及临界值，所以根据矿井定期的现场观测和统计 \t /html/2021/10/28/_blank 分析、结合西安科技大学对4-2煤层自燃发火标志性气体及临界值实验研究数据，得出如下结论： （1）煤温超过70℃后，煤体氧化放热强度、CO产生速率、耗氧速度和升温速度均加快，推断4-2煤层临界温度为70℃-80℃。 （2）当煤温超过110℃-120℃时，耗氧速度，CO、CO2、CH4等气体产生率急剧增加，推断4-2煤层干裂温度为110℃-120℃。 （3）在大于70℃情况下，随着温度升高，耗氧速度和升温速度成指数规律变化迅速增加。CO产生速度与温度也迅速增加，据此可预报煤的自燃情况。 （4）4-2煤层中含有一定量的CH4浓度。 （5）通过西安科技大学实验4-2煤层在初级阶段没有C2H4，在80℃下才出现少量的C2H4，说明4-2煤层不含C2H4，而随着高温阶段产生C2H4气体主要是煤高温裂解的气体，C2H4气体与煤裂解温度有关。在初级阶段常温下煤体就有C2H6气体，随着温度升高，煤中吸附的C2H6气体会逐渐释放。 根据以上分析，CO、C2H4气体作为煤炭自燃的标志性气体。 而C2H6气体不能很好的作为煤自燃的预报性指标气体。