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煤炭自燃标志性气体有什么用?

2019-11-05 16:09
煤炭自燃标志性气体是指可以标示煤炭自燃情况的气体。煤炭氧化时,不断积聚热量,并逸出烷烃、烯烃、CO2、CO等一系列成分,这些气体逸出的时间、浓度、种类与煤炭种类、地质条件、温度、氧气浓度等条件相关,不同种类的煤炭氧化时逸出的气体种类、气体逸出时温度差和时间差均不同。因此,为了准确预测煤炭自燃,选择能够反映煤炭自燃温度和状态的合理气体十分重要
(1)煤炭自燃发火的三个阶段受煤炭种类的影响,煤炭种类不同,则各个阶段的标志性气体的选择也不同;
(2)高硫煤、无烟煤的煤炭自燃气体指标为CO;瘦煤、贫煤及焦煤的主要气体指标为CO,辅助气体指标为C2H4或烯烷比;肥煤、气煤、长焰煤和褐煤的主要气体指标为烯烷比和烯烃,辅助气体指标为CO。
(3)预测煤自燃发火时,为了提高准确度和灵敏度,常使用C2H4或C2H4/C2H2比值并结合CO等气体指标,可以更加准确的判断煤自燃发火的状态。注意,由于煤炭氧化升温时,CO的温度范围较长,因此将CO作为唯一气体指标降低了煤自燃预测的准确性和灵敏度。以下为各种气体指标的优缺点:
①一氧化碳(CO)
CO是最常用的煤炭自燃气体指标,其特点是其逸出量与煤炭温度的关系为指数,因此常在煤炭自燃的早期预测预报中使用CO作为气体指标。但是在煤炭氧化升温过程中,CO的逸出量较大,温度界限较长,且其易受风流等各种因素的影响,因此,将CO作为唯一气体指标预测的准确度和灵敏度较低。
②链烷比
链烷比主要指与甲烷之比(C2H6/CH4、C3H8/CH4、C4H10/CH4)及与乙烷之比(C3H8/C2H6、C4H10/C2H6)。
③烯烃
当煤炭氧化温度超过某一界限时,逸出烯烃类气体,主要包括乙烯、丙烯和丁烯。当煤的升温阶段达到加速氧化时,才能检测到乙烯气体,因此可以将乙烯作为主要气体指标。
④二氧化硫(SO2
硫在煤炭自燃氧化后生成SO2、H2S等,由于H2S不便于检测,当煤中的硫含量超过3%时,通常将SO2作为煤炭自燃的的标志性气体,SO2的产生温度在35~65℃之间。
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。

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