煤自燃倾向性 煤自燃预测技术

目前，煤矿实际应用过程中常采用气体分析法对煤自燃程度进行预测，是一种切实可行的预测手段。煤氧化升温过程中会释放出CO、CO2、CH4和C2H4等气体，这些气体会随着温度的升高表现出规律的变化趋势。同时，对煤自燃过程中的气体指标进行分析是目前煤自燃预测的主要方法。

煤层火灾早期的预测预报指标气体选择一般具有：早期显现性、易检测性、可测性等原则。由于CO气体在煤低温氧化过程的初期就能被检测到，随温度升高呈现指数增长趋势，且具有较好规律性。因而，诸多专家常选用CO气体作为预测预报的主要指标气体。但由于井下检测点易受到漏风、人工采样缺陷等因素影响，单一类的指标作为煤自燃程度的判定，缺乏一定准确性。国内外大量学者对烷烃、烯烃及其派生指标烯烷和链烷的比值作为指标煤自燃预测预报的研究内容，可知烯烃的出现落后于CO气体产生，常用于表征煤氧化反应进入加速氧化阶段，可以作为预测煤自燃进入高温阶段气体。

综上所述，煤氧化过程中，会产生CO、CO2等气体，CO可作为首选指标。而烷烃类、烯烃类出现次之，因此可用来推测煤自燃所处的阶段。为煤自燃预测防治提供科学依据。

标志气体分析法是煤自燃早期预测预报的重要理论依据。研究表明，煤体氧化自燃过程中伴随有多种气体产生，包括CO、CH4、C2H4、C2H6等多种气体，且不同气体产生临界温度存在差异。其中，CO存在于煤自燃发火全过程，是煤自燃早期预测预报重要标志气体之一；C2H4产生温度较高，一般标志煤体进入氧化加速阶段；C2H2气体的出现标志着煤体进入剧烈氧化阶段。借助煤体低温氧化实验，分析煤体低温氧化阶段各类气体的产生变化规律，即可有效预测煤氧化自燃程度。

徐州吉安矿业科技有限公司研发的煤自燃在线监控与智能预警系统主要由数据采集层、数据传输层、控制及数据分析层三部分组成，实现了井下气体自动采样、分析及预警的功能。地面上位机能够实时显示井下设备工作状态、远程控制井下设备的工作模式、对指定地点气体进行采样分析，信息化、智能化程度高，灵活便捷。并且公司研发团队对全国近200多个矿的煤样进行了标志性气体产生规律的测试，并分析总结出了不同煤种的煤自燃预警临界指标。可以依据应用矿井的煤种设置煤自燃预警临界指标，系统软件会自动调用内置分析模型，通过与监测数据的对比分析，实现对煤自燃的低温氧化智能预警。