煤炭自燃标志性气体是什么?

2020年4月30日 分类:新闻资讯 作者:徐州吉安矿业

煤在氧化升温过程中,会释放出CO、CO2、烷烃、烯烃以及炔烃等指性气体。这些气体的产生率随煤温上升而发生规律性的变化,能预测和反映煤自然发火状态.CO贯穿于整个煤自然发火过程中,一般在50℃以上就可测定出来,出现时浓度较高;烷烃(乙烷、丙烷)出现的时间几乎与CO同步,贯穿于全过程,但其浓度低于CO,而且在不同煤种中有不同的显现规律;烯烃较CO和烷烃出现得晚,乙烯在110℃左右能被测出,是煤自然发火进程加速氧化阶段的标志气体,在开始产生时,浓度略高于炔烃气体;炔烃出现的时间最晚,只有在较高温度段才出现,与前两者之间有一个明显的温度差和时间差,是煤自然发火步入激烈氧化阶段(也即燃烧阶段)的产物。因此,在这一系列气体中,选择一些气体作为指标气体,以及准确检测,就能可靠判断自然发火的征兆和状态。

目前,国内外可作为煤自然发指标气体主要有CO、C2H6、CH4、C2H4、C2H2、△O2(△O2为氧气消耗量)等及其生成的辅助性指标。

1)随着煤种的不同,煤自然发火氧化阶段(缓慢氧化阶段、加速氧化阶段、激烈氧化阶段)的温度范围、气体产物和特性都不同。

2)各煤种从缓慢氧化阶段的气体产物优选为灵敏指标的为:褐煤、长焰煤、气煤、肥煤以烯烃或烷比为首选,以CO及其派生的指标为辅,而焦煤、贫煤和瘦煤则以CO及其派生的指标为首选,C2H4或烯烷比为辅;无烟煤和高硫煤唯一依据是CO及其派生指标。

3)C2H4可用于气体分析法中表征低变质程度煤着火征兆的灵敏指标,同时也可以作为判断煤自然发火熄灭程度的指标;C2H4/C2H2比值可以更准确地表征煤着火温度的最高温度点,结合其他参数可用于判断着火前的时间。

因此,必须充分认识到CO并非唯一的煤自然发火气体指标。它还有许多不足:检测温度范围极宽;CO产生量同煤温之间的关系不明确,特别是在现场复杂条件下,受风流、煤体原生气体组分、测点选择及生产过程等因素影响,难以确定煤氧化自燃的发展阶段,使预测预报的准确率和精度降低。

通过对指标气体进行监测,可以预报煤炭自燃,一旦出现指标气体超出临界值,要及时采取措施,向自燃煤层灌注防灭火材料,防止煤炭继续自燃。可以采用徐州吉安矿业科技有限公司联合中国矿业大学研发的普瑞特防灭火材料

普瑞特防灭火新技术集氮气、凝胶、三相泡沫、阻化剂等防灭火技术优点于一体,生成的凝胶以泡沫为载体向火区的中、高位火点堆积扩散,所到之处凝胶均能有效覆盖黏附浮煤裂隙,对火区煤体吸热降温并持久保持煤体湿润冷却,同时有效封堵漏风通道;材料添加剂中含有的阻化剂能长久对煤体阻化,防治煤体氧化升温;泡沫中的水固结在凝胶体内,避免泡沫易溃浆的缺点;泡沫中的氮气缓慢释放,避免了单独注氮时氮气容易散失的缺点,持久保持火区的惰化。

在煤自燃的研究中,指标性气体对预防和判断煤自燃有重要意义。煤自然发火一般都要经历从缓慢氧化到加速氧化直至激烈氧化的阶段,针对不同阶段所采取的防灭火措施应该是不同的。

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