采空區煤體低溫氧化特性的實驗研究

吳 超，鄧榮斌

(1.運城職業技術大學, 山西 運城044000； 2. 重慶山河生態環境工程有限公司， 重慶 400060)

0 引 言

煤自燃引起的礦井火災威脅著煤炭資源的安全開采[1]。目前，中國60%的礦井存在自燃危險性，90%以上的礦井火災是由煤炭自燃引起的[2]。采空區作為井下煤炭自燃的主要發生地點，受漏風及瓦斯抽采的影響，其真實環境處于動態演變過程[3]。采空區氧氣 “三帶”分布不對稱，它在進氣側移動較深，但在回風側更靠近工作面，在采空區中部較寬，這給防滅火技術的應用帶來了很大困難[4-8]。

1 實 驗

1.1 實驗樣品

文中選取中國云南昭通的褐煤，變質程度低，容易自燃，原始煤樣工業分析結果見表1。實驗取原始煤樣新鮮的中間部分，將其粉碎至0.075 mm以下，并將所得煤樣放置在真空干燥箱中干燥2 h，在氮氣保護下儲存備用。磨煤機的粉碎過程會產生機械熱，使煤中官能團發生變化，由于該研究實驗煤樣均在同一環境中獲得，因此，制樣過程對煤中官能團測定結果的影響在實驗誤差范圍內。

表1 煤樣的工業分析

1.2 實驗系統

實驗系統如圖1所示。實驗系統主要包括供氣系統、程序升溫系統、氣相色譜分析系統及FTIR分析系統。供氣系統由穩壓鋼瓶(O2、N2)、減壓閥、穩壓閥及質量流量控制器組成，以保證不同體積分數的氣體穩定持續輸出；程序升溫系統采用ZRJ-2000型煤自燃傾向測定儀，以保證煤樣以恒定速度升溫；GC4000A型氣相色譜儀，可直接輸送煤體低溫氧化氣體產物，分析氣相組分；FTIR分析系統由計算機和Tensor27型傅里葉紅外光譜儀組成。……