煤自燃預測定量指標的數學統計分析

梁倉船，李 穎，桑明明

（1.國家能源集團寧夏煤業公司 石槽村煤礦，寧夏 靈武 751400；2.華北理工大學 礦業工程學院，河北 唐山 063210；3.河北能源職業技術學院，河北 唐山 063004）

0 引 言

近年來，煤自燃事故的頻發威脅著礦井的安全生產作業環境，導致資源、經濟損失和環境破壞，嚴重制約了我國經濟社會的全面發展[1]。為了降低煤自燃引發礦井火災的可能性，學者們對煤自燃的預測預報技術進行了深入研究[2]。其中，指標氣體法是應用最廣泛的煤自然發火的早期預報方法。

CO、C2H4、C2H6/CH4等是常用的指標氣體。而不同的煤礦因煤變質程度、煤巖特性以及煤的粒度、孔隙度等因素導致煤的活性不同，煤炭氧化反應過程中生成指標氣體的體積分數、臨界溫度和隨溫度的變化規律也不同。因此，各個煤礦的適用指標氣體也會有所差異。如淮南口孜東礦13-1 煤層在30~190 ℃時，宜選CO、C2H4和C3H8作為預報煤自燃的指標氣體，同時為防止煤礦井下檢測時風量等不確定因素的影響，采用了φ（CO2） /φ（CO）、φ（CO） /φ（CH4）、φ（C2H6） /φ（C2H4）比值的單調上升或者下降曲線段作為煤自燃的特性參數，定量檢測煤自燃情況。徐長富、傅貴等人通過程序升溫實驗和氣相色譜儀研究納林河二號井3-1 煤層的煤樣自燃發火生產的指標氣體，指出了優選CO 和C2H4為早期預報氣體，同時應參考C3H8、φ（C2H4） /φ（C3H8） 比值，使預測更加準確。

本文通過程序升溫—氣相色譜實驗，分別對8家礦井煤樣的指標氣體隨溫度的變化規律進行分析。同時，為了進一步定量的分析各種指標氣體與溫度的關系，采用灰色關聯分析理論與斯皮爾曼相關性理論計算指標氣體與煤自燃氧化溫度的關聯程度，對指標氣體的可靠性進行綜合評價，優選煤自然發火定量預測指標氣體。……