基于指標(biāo)氣體變化規(guī)律的煤氧化自燃預(yù)報(bào)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、采空區(qū)自然發(fā)火直接威脅礦井的安全生產(chǎn),制約綜采放頂煤技術(shù)的發(fā)展,已成為實(shí)現(xiàn)綜放面高產(chǎn)高效和安全生產(chǎn)的主要障礙之一。實(shí)現(xiàn)煤炭自燃特性的準(zhǔn)確認(rèn)知是避免采空區(qū)自然發(fā)火的必要條件。
　　煤炭自燃特性如臨界溫度、最短自然發(fā)火期及指標(biāo)氣體優(yōu)選對(duì)自燃預(yù)測(cè)具有良好的指導(dǎo)意義。但以上指標(biāo)的分析往往依賴于技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn),主觀性較強(qiáng)。本文基于程序升溫實(shí)驗(yàn),對(duì)指標(biāo)氣體變化規(guī)律進(jìn)行研究,綜合分段擬合、回歸分析、關(guān)聯(lián)度分析等方法,以期實(shí)現(xiàn)較為客觀的煤樣臨界溫度

2、分析計(jì)算,最短發(fā)火期預(yù)測(cè)及較高溫度段指標(biāo)氣體優(yōu)選。
　　本文通過對(duì)指標(biāo)氣體變化規(guī)律的分析,建立了基于耗氧速率和CO氣體濃度變化的氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算模型,通過分段擬合計(jì)算了不同溫度階段表觀活化能,分析得到了不同變質(zhì)程度煤樣的臨界溫度變化規(guī)律;匯總了20個(gè)不同煤質(zhì)煤樣活化能、水分、硫分、灰分等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并采用SPSS軟件建立了實(shí)驗(yàn)最短發(fā)火期的線性回歸預(yù)測(cè)模型;進(jìn)行了較高溫度階段(100~200℃)指標(biāo)氣體及相關(guān)比值與溫度的灰色B型關(guān)聯(lián)

3、度分析,優(yōu)選了煤樣自燃預(yù)報(bào)氣體。
　　應(yīng)用上述方法對(duì)和順一緣煤礦15＃煤層煤樣自燃特性進(jìn)行分析,并采用Fluent軟件對(duì)1523綜放面采空區(qū)指標(biāo)氣體CO濃度積聚規(guī)律的進(jìn)行了探討。結(jié)果表明,煤樣氧化升溫臨界溫度在95~105℃范圍內(nèi),采空區(qū)指標(biāo)氣體 CO臨界階段預(yù)報(bào)范圍為0.51-1.94ppm/℃,實(shí)驗(yàn)最短發(fā)火期為121天,較高溫度階段優(yōu)選預(yù)報(bào)氣體為C2H6氣體,所得工作面回風(fēng)隅角CO的積聚濃度最大為88ppm,采空區(qū)最高濃度為7