煤層原生CO鉆孔探測試驗

秦汝祥， 徐少偉， 侯樹宏， 田文雄， 楊志華， 傅師貴

(1.安徽理工大學 安全科學與工程學院， 安徽 淮南 232001； 2.安徽理工大學 煤炭安全精準開采國家地方聯合工程研究中心， 安徽 淮南 232001； 3.國家能源集團寧夏煤業有限責任公司 羊場灣煤礦， 寧夏 靈武 751410； 4.寧夏煤炭科學技術研究所有限公司， 寧夏 銀川 750000)

0 引言

我國寧夏、內蒙古和甘肅等地區開采易自燃煤層時，普遍存在工作面上隅角CO濃度超出《煤礦安全規程》要求的現象。煤氧化產生CO已經成為共識[1-2]。有研究者認為煤體破碎過程會產生CO：采煤機破煤作業過程中，破壞煤分子結構的共價鍵，形成煤分子脫羰，產生CO[3-4]；破煤作業會產生自由基，并與空氣中的氧發生反應，生成CO[5]。也有研究者認為煤層中存在原生CO氣體：賈海林等[6]提出CO氣體成因類型由原生CO氣體和次生CO氣體構成；鄔劍明等[7]通過解吸法測出中煤大同能源有限責任公司塔山煤礦煤層中原生CO的含量為(1.3～3.7)×10-6mL/g；朱令起等[8]通過現場鉆孔試驗和真空自然解吸試驗得到開灤(集團)林南倉煤礦11、12號煤層中均賦存有CO，現場檢測到的CO來源于煤層解吸；朱紅青等[9]通過恒溫解吸實驗，得到在極限條件下林南倉煤礦和山西興縣金地煤礦煤樣平均可解吸原生CO約0.15 L/t，證明了煤層賦存原生CO的可能；C. E. Melton等[10-11]將不同產地的煤樣放入高真空度的封閉系統內進行研磨和溶解實驗，應用質譜分析法測得實驗產生的氣體中CO體積分數為3%～21%，由此得出實驗中產生的CO來源于煤體中原生賦存。

原生CO 賦存規律的主要研究方法如下：通過解吸法測定煤層原生CO含量；……