煤礦井下CO 來源辨識與濃度超限原因研究
——以內(nèi)蒙古串草圪旦煤礦為例

周效志，桑樹勛，2，3，谷德忠，于海秋，張澤文

（1.中國礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2. 中國礦業(yè)大學(xué) 低碳能源研究院，江蘇 徐州 221008；3.中國礦業(yè)大學(xué) 江蘇省煤基溫室氣體減排與資源化利用重點實驗室，江蘇 徐州 221008；4.中國礦業(yè)大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116；5.開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，河北 唐山 060018；6. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083）

0 引 言

CO 濃度異常在工作面回采中日益受到高度重視，特別是開采煤層具有自然發(fā)火傾向的煤礦［1］。CO 為有害氣體，可造成人體缺氧窒息甚至死亡，因此《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：除架間、上隅角、封閉采空區(qū)等通風(fēng)條件較差的位置外，井下空氣中CO 的最高允許的體積分?jǐn)?shù)為24×10-6。 對于井下CO 的來源，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為主要在煤層自然發(fā)火過程中產(chǎn)生［2］。 隨著煤體溫度升高，煤氧化并產(chǎn)生CO 速率也相應(yīng)增加［3-4］。 近年來，部分學(xué)者發(fā)現(xiàn)井下盡管存在CO 異常涌出，但并未發(fā)生煤層自燃，并通過井下氣樣組分分析、鉆孔采樣解吸、氧同位素測定等方法證實了部分煤層開采前就有CO 賦存［5-8］。 煤層原始賦存CO 與煤化作用、構(gòu)造運動、圍巖封閉條件關(guān)系密切［9］。 開采過程中，原始賦存的CO 快速釋放到采掘空間中，引起CO 濃度超限。 然而，上述情形下，煤層原始賦存CO 并引起濃度超限的觀點尚未達(dá)成廣泛共識。

內(nèi)蒙古串草圪旦煤礦6103、6104、6106 工作面CO 濃度超限嚴(yán)重，科學(xué)辨識井下CO 來源，查明CO濃度超限原因，可指導(dǎo)煤礦安全生產(chǎn)與礦井通風(fēng)工作，并為火災(zāi)預(yù)測、預(yù)報提供參考。 筆者以……