CN111965323A - 基于乙醛指标气体的煤自燃状态分级预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于乙醛指标气体的煤自燃状态分级预警方法，属于煤矿安全技术领域；解决煤自燃状态在早期预报和早期危险预警中精准性的问题；技术方案：通过乙醛气体作为预报指标，C2H4和C2H2作为辅助气体进行煤自燃状态预报及分级预警；通过不同阶段乙醛气体的析出浓度判断煤自燃初期所处的氧化阶段，以及通过辅助气体的出现判断煤自燃处于加速或剧烈氧化阶段；本发明方法可以做到提前预警，两种指标互补缺陷，能够准确预报煤自燃发展的每一个阶段，为现场争取大量宝贵时间采取措施。
Description
技术领域
本发明属于煤矿安全技术领域，具体涉及一种基于乙醛指标气体的煤自燃状态分级预警方法。
背景技术
矿井火灾作为煤矿五大自然灾害之一，分为内因火灾和外因火灾，其中内因火灾约占矿井火灾总数的90%左右。煤炭自燃不仅烧毁大量资源，产生有毒有害气体污染矿井空气，还可能在井下引起瓦斯爆炸，严重威胁着我国煤炭工业的健康发展。除此之外，煤炭在储存和运输过程中，由于与氧气发生吸附作用，在适宜的环境下也可发生自燃现象，造成严重的安全隐患。目前，煤自燃的控制手段主要以预防为主，因此煤自燃的预测预报技术是煤火灾害的主要研究方向之一。
煤自燃预测预报方法主要有气体分析法和测温预测预报法，其中测温法由于局限性较大，井下较少使用，目前我国主要使用气体分析法预测预报煤自燃。目前，国内外学者对气体分析法预测预报煤自燃做了大量研究，提出了煤自燃预测预报的三类指标气体，第一类指标为碳氧化物，第二类指标为饱和烃和链烷比，第三类指标为不饱和烃和烯烷比。这三类气体指标从单一指标发展到复合指标，在我国的煤自燃预报应用中发挥了巨大作用。但是，现有指标由于其自身析出规律的限制以及外在复杂环境的影响，在实际应用中表现出严重缺陷，比如，CO存在检测温度范围宽、受其他非自燃因素影响等弊端，不能及时预报煤自燃的发生；烷烃类指标受煤体本身吸附量和吸附烷烃的释放时间影响较大，这两类气体指标的预报精确性不能满足实际需求；烯烃类指标，如C2H4和C2H2，虽然预报准确性较高，但产生温度偏高，不能做到煤自燃早期预报，只能作为辅助指标提高煤自燃预报的准确性。因此，寻找能够对煤自燃进行早期精准预报的第四类指标气体将对煤自燃预报领域产生重要意义。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出一种基于乙醛指标气体的煤自燃状态分级预警方法。解决煤自燃状态在早期预报和早期危险预警中精准性的问题。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
基于乙醛指标气体的煤自燃状态分级预警方法，通过乙醛气体作为预报指标，C2H4和C2H2作为辅助气体进行煤自燃状态预报及分级预警；
检测乙醛气体以及C2H4、C2H2的析出浓度判断煤自燃状态：
乙醛浓度达到10~20mg/m3为煤自燃缓慢氧化阶段；
乙醛浓度达到20~130mg/m3，且乙醛气体浓度随时间变化曲线的斜率k>0时为煤自燃加速氧化阶段；
乙醛浓度达到100~130mg/m3，且乙醛气体浓度随时间变化曲线的斜率k≤0时，或出现C2H4气体时为煤自燃剧烈氧化阶段；
出现C2H2气体时为煤自燃深度氧化阶段。
所述煤自燃缓慢氧化阶段为Ⅳ级蓝色预警；所述煤自燃加速氧化阶段为Ⅲ级黄色预警；所述煤自燃剧烈氧化阶段为Ⅱ级橙色预警；所述煤自燃深度氧化阶段为Ⅰ级红色预警。
进一步的，当同一时段同时出现乙醛气体和辅助气体时，按照辅助气体的浓度对煤自燃氧化阶段进行判定并得出相应的预警等级。
具体为：当同一时段时通过乙醛气体判断的煤自燃状态为缓慢氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为剧烈氧化阶段组合时，取剧烈氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时通过乙醛气体判断的煤自燃状态为缓慢氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为深度氧化阶段组合时，取深度氧化阶段为最终的煤自燃状态。
当同一时段时通过乙醛气体判断的煤自燃状态为加速氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为剧烈氧化阶段组合时，取剧烈氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时通过乙醛气体判断的煤自燃状态为加速氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为深度氧化阶段组合时，取深度氧化阶段为最终的煤自燃状态。
当同一时段时通过乙醛气体判断的煤自燃状态与辅助气体判断的煤自燃状态相同时，取相同自燃状态为最终的煤自燃状态；
当同一时段时通过乙醛气体判断的煤自燃状态为剧烈氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为深度氧化阶段组合时，取深度氧化阶段为最终的煤自燃状态。
当同一时段时通过乙醛气体划分的预警等级为Ⅳ级（或Ⅲ级或Ⅱ级）与辅助气体划分的预警等级为Ⅱ级组合时，取Ⅱ级为最终的预警等级；
当同一时段时通过乙醛气体划分的预警等级为Ⅳ级（或Ⅲ级或Ⅱ级）与辅助气体划分的预警等级为Ⅰ级组合时，取Ⅰ级为最终的预警等级。
乙醛气体作为指标预报煤自燃的方法不局限于煤矿井下，该方法适用于所有关于煤炭自燃预报领域。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为。
1、本发明率先采用乙醛气体作为指标预测预报煤自燃，在煤自燃早期便有乙醛气体的析出，且析出规律性强，这使得本发明方法比其他指标气体预测煤自燃方法至少提前40℃左右，做到提前预警，为现场争取大量宝贵时间采取措施。
2、乙醛气体的析出基本不受其他非自燃因素的影响，结合C2H4和C2H2两种气体的辅助预报，使得本发明的预报精确性比其他指标气体预测煤自燃方法更高。
3、本发明采用一种气体指标结合两种辅助指标预报煤自燃，既比单一指标精确、适用性强又比多指标方法简单。
4、本发明结合乙醛气体预报的早期性特征和C2H4、C2H2的中后期准确性特征，两种指标互补缺陷，能够准确预报煤自燃发展的每一个阶段。
5、乙醛气体是有臭气体，本发明可与仿生气味传感器结合，成为智慧矿山建设预报煤自燃的一部分。
6、本发明适用性强，适合各种采掘、储存和运输环境，便于推广使用。
附图说明
图1 为实施例1锡盟褐煤自燃过程中测得的6种醛类物质浓度随煤温变化曲线；
图2 为实施例1锡盟褐煤自燃过程中乙醛与C2H4随煤温变化曲线；
图3 为实施例2西山焦煤自燃过程中测得的6种醛类物质浓度随煤温变化曲线；
图4 为实施例2西山焦煤自燃过程中乙醛与C2H4随煤温变化曲线。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
选用锡盟褐煤为煤自燃模拟实验煤样，优选用于煤自燃状态预报及分级预警的醛类指标和辅助气体。
1）选择乙醛作为预报指标，C2H4和C2H2作为辅助指标进行煤自燃状态预报及分级预警。
采用中型煤自燃模拟实验平台，对煤样进行升温氧化实验。在采煤工作面采集到煤样后，密封运回实验室，将外表层氧化层剥离后，用鄂式破碎机对煤样进行破碎并筛分出粒径为0～1.0 mm、1.0～2.8 mm、2.8～4.75 mm、4.75～7.0 mm和7.0～10.0 mm的5种煤样，将这5种煤样各取2kg组成混合粒径煤样用作实验用煤样。将混合后煤样装入煤样炉中，连接好气路装置，检查气路气密性，通过空气泵稳定向煤样炉中提供流速为0~3L/min的干空气，煤温从30～200℃每隔10℃从煤样炉中采集一次气样，乙醛气体经采样管采集后由高效液相色谱分析成分及浓度，其他气体经气相色谱检测分析其浓度。
图1所示，煤样升温初期便可检测到大量乙醛，煤温在40～130℃之间，乙醛浓度随煤温升高呈近似指数规律上升，其他醛类指标产生浓度明显低于乙醛，且析出规律性较乙醛弱，所以本实施例优选乙醛为煤自燃预报指标气体。C2H4在煤温超过干裂温度后产生，C2H2在煤温靠近燃点时产生，且这两种气体基本不受非自然因素影响，所以本实施例选择C2H4和C2H2作为辅助指标预报煤自燃。
2）根据乙醛和辅助指标气体的浓度及变化趋势判断煤自燃状态同时划分预警等级：在煤自燃易发火区域，每隔2h取一次气样进行检测分析，将检测结果绘制为乙醛、C2H4和C2H2浓度随时间变化曲线，将40℃乙醛刚刚析出，到乙醛浓度达到20mg/m3的煤自燃状态判断为缓慢氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅳ级蓝色预警；将乙醛浓度达到20~130mg/m3,且此时乙醛浓度变化趋势呈持续上升阶段，即此时乙醛浓度随时间变化曲线的斜率k>0时的煤自燃状态判断为加速氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅲ级黄色预警；将乙醛浓度达到100~130mg/m3，且此时乙醛浓度变化趋势保持平衡或下降阶段，即此时乙醛浓度随时间变化曲线的斜率k≤0时的煤自燃状态判断为剧烈氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅱ级橙色预警；将C2H4气体刚刚产生的煤自燃状态判断为剧烈氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅱ级橙色预警；将C2H2气体刚刚产生的煤自燃状态判断为深度氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅰ级红色预警。
图2所示，煤样升温初期便可检测到大量乙醛，并且浓度达到0.1624mg/m3以上。煤温在40～130℃之间，乙醛浓度随煤温升高呈近似指数规律上升。煤温在40～60℃时，乙醛浓度上升缓慢达到20mg/m3，说明此时煤自燃处于缓慢氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅳ级蓝色预警。当温度在60℃左右，乙醛浓度发生突变，开始快速升高，此时煤温达到临界温度，60～110℃，乙醛浓度增速最快，浓度范围在20～130mg/m3，说明此时煤自燃处于加速氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅲ级黄色预警；煤温达120℃时，乙醛浓度上升速率明显变缓，表明此时煤温超过干裂温度，当煤温达130℃时，乙醛浓度达到峰值，当温度继续升高，乙醛浓度开始缓慢下降或保持平衡，说明此时乙醛的生成速率小于其分解速率，乙醛浓度在100～130mg/m3范围波动，说明此时煤自燃状态进入激烈氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅱ级橙色预警。C2H4在煤温达110℃左右刚刚产生，说明此时煤温超干裂温度，煤自燃处于激烈氧化阶段。当C2H2刚刚产生时，说明煤自燃温度接近燃点，此时煤自燃处于深度氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅰ级红色预警。本实施案例中根据乙醛和辅助指标气体的浓度及变化趋势判断煤自燃状态同时划分预警等级的具体措施如表1所示。
3）结合乙醛和辅助气体判断的煤自燃状态和预警等级的划分的结果，确定最终的煤自燃状态以及预警等级，具体方法是：
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态为缓慢氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为剧烈氧化阶段组合时，取剧烈氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态为缓慢氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为深度氧化阶段组合时，取深度氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态为加速氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为剧烈氧化阶段组合时，取剧烈氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态为加速氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为深度氧化阶段组合时，取深度氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态与辅助气体判断的煤自燃状态相同时，取相同自燃状态为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态为剧烈氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为深度氧化阶段组合时，取深度氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛划分的预警等级为Ⅳ级（或Ⅲ级或Ⅱ级）与辅助气体划分的预警等级为Ⅱ级组合时，取Ⅱ级为最终的预警等级；
当同一时段时乙醛划分的预警等级为Ⅳ级（或Ⅲ级或Ⅱ级）与辅助气体划分的预警等级为Ⅰ级组合时，取Ⅰ级为最终的预警等级。
实施例2：
选用西山焦煤为煤自燃模拟实验煤样，优选用于煤自燃状态预报及分级预警的醛类指标和辅助气体。
1）以乙醛作为预报指标，C2H4和C2H2作为辅助指标进行煤自燃状态预报及分级预警。
本步骤中，采用中型煤自燃模拟实验平台，对煤样进行升温氧化实验。在采煤工作面采集到煤样后，密封运回实验室，将外表层氧化层剥离后，用鄂式破碎机对煤样进行破碎并筛分出粒径为0～1.0 mm、1.0～2.8 mm、2.8～4.75 mm、4.75～7.0 mm和7.0～10.0 mm的5种煤样，将这5种煤样各取2kg组成混合粒径煤样用作实验用煤样。将混合后煤样装入煤样炉中，连接好气路装置，检查气路气密性，通过空气泵稳定向煤样炉中提供流速为0~3L/min的干空气，煤温从30～200℃每隔10℃从煤样炉中采集一次气样，乙醛气体经采样管采集后由高效液相色谱分析成分及浓度，其他气体经气相色谱检测分析其浓度。
图3所示，煤样升温初期便可检测到大量乙醛，煤温在40～130℃之间，乙醛浓度随煤温升高呈近似指数规律上升，其他醛类指标产生浓度明显低于乙醛，且析出规律性较乙醛弱，所以本实施例优选乙醛为煤自燃预报指标气体。C2H4在煤温超过干裂温度后产生，C2H2在煤温靠近燃点时产生，且这两种气体基本不受非自然因素影响，所以本实施例选择C2H4和C2H2作为辅助指标预报煤自燃。
2）根据乙醛和辅助指标气体的浓度及变化趋势判断煤自燃状态同时划分预警等级：在煤自燃易发火区域，每隔2h取一次气样进行检测分析，将检测结果绘制为乙醛、C2H4和C2H2浓度随时间变化曲线，将40℃乙醛刚刚析出，到乙醛浓度达到10mg/m3的煤自燃状态判断为缓慢氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅳ级蓝色预警；将乙醛浓度达到10~90mg/m3，且此时乙醛浓度变化趋势呈持续上升阶段，即此时乙醛浓度随时间变化曲线的斜率k>0时的煤自燃状态判断为加速氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅲ级黄色预警；将乙醛浓度达到60~90mg/m3，且此时乙醛浓度变化趋势保持平衡或下降阶段，即此时乙醛浓度随时间变化曲线的斜率k≤0时的煤自燃状态判断为剧烈氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅱ级橙色预警；将C2H4气体刚刚产生的煤自燃状态判断为剧烈氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅱ级橙色预警；将C2H2气体刚刚产生的煤自燃状态判断为深度氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅰ级红色预警。
图4所示，煤样升温初期便可检测到大量乙醛，并且浓度达到0.1247mg/m3以上。煤温在40～140℃之间，乙醛浓度随煤温升高呈近似指数规律上升。煤温在40～70℃时，乙醛浓度上升缓慢达到10mg/m3，说明此时煤自燃处于缓慢氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅳ级蓝色预警。当温度在70℃左右，乙醛浓度发生突变，开始快速升高，此时煤温达到临界温度，70～120℃，乙醛浓度增速最快，浓度范围在10～90mg/m3，说明此时煤自燃处于加速氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅲ级黄色预警；煤温达130℃时，乙醛浓度上升速率明显变缓，表明此时煤温超过干裂温度，当煤温达140℃时，乙醛浓度达到峰值，当温度继续升高，乙醛浓度开始缓慢下降或保持平衡，说明此时乙醛的生成速率小于其分解速率，乙醛浓度在60～90mg/m3范围波动，说明此时煤自燃状态进入激烈氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅱ级橙色预警。C2H4在煤温达120℃左右刚刚产生，说明此时煤温超干裂温度，煤自燃处于激烈氧化阶段。当C2H2刚刚产生时，说明煤自燃温度接近燃点，此时煤自燃处于深度氧化阶段，此时预警等级划分为Ⅰ级红色预警。本实施案例中根据乙醛和辅助指标气体的浓度及变化趋势判断煤自燃状态同时划分预警等级的具体措施如表2所示。
3）结合乙醛和辅助气体判断的煤自燃状态和预警等级的划分的结果，确定最终的煤自燃状态以及预警等级，具体方法是：
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态为缓慢氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为剧烈氧化阶段组合时，取剧烈氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态为缓慢氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为深度氧化阶段组合时，取深度氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态为加速氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为剧烈氧化阶段组合时，取剧烈氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态为加速氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为深度氧化阶段组合时，取深度氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态与辅助气体判断的煤自燃状态相同时，取相同自燃状态为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛判断的煤自燃状态为剧烈氧化阶段与辅助气体判断的煤自燃状态为深度氧化阶段组合时，取深度氧化阶段为最终的煤自燃状态；
当同一时段时乙醛划分的预警等级为Ⅳ级（或Ⅲ级或Ⅱ级）与辅助气体划分的预警等级为Ⅱ级组合时，取Ⅱ级为最终的预警等级；
当同一时段时乙醛划分的预警等级为Ⅳ级（或Ⅲ级或Ⅱ级）与辅助气体划分的预警等级为Ⅰ级组合时，取Ⅰ级为最终的预警等级。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (3)
1.基于乙醛指标气体的煤自燃状态分级预警方法，其特征在于，通过乙醛气体作为预报指标，C2H4和C2H2作为辅助气体进行煤自燃状态预报及分级预警；
检测乙醛气体以及C2H4、C2H2的析出浓度判断煤自燃状态：
乙醛浓度达到10~20mg/m3为煤自燃缓慢氧化阶段；
乙醛浓度达到20~130mg/m3，且乙醛气体浓度随时间变化曲线的斜率k>0时为煤自燃加速氧化阶段；
乙醛浓度达到100~130mg/m3，且乙醛气体浓度随时间变化曲线的斜率k≤0时，或出现C2H4气体时为煤自燃剧烈氧化阶段；
出现C2H2气体时为煤自燃深度氧化阶段。
2.根据权利要求1所述的基于乙醛指标气体的煤自燃状态分级预警方法，其特征在于，所述煤自燃缓慢氧化阶段为Ⅳ级蓝色预警；所述煤自燃加速氧化阶段为Ⅲ级黄色预警；所述煤自燃剧烈氧化阶段为Ⅱ级橙色预警；所述煤自燃深度氧化阶段为Ⅰ级红色预警。
3.根据权利要求2所述的基于乙醛指标气体的煤自燃状态分级预警方法，其特征在于，当同一时段同时出现乙醛气体和辅助气体时，按照辅助气体的浓度对煤自燃氧化阶段进行判定并得出相应的预警等级。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB256922A (en) * | 1925-08-13 | 1927-09-02 | William Bose Dobbin Penniman | Oxidized products, processes of making same, and apparatus therefor |
| BE1012672A3 (fr) * | 1999-05-07 | 2001-02-06 | Clers Bertrand Des | Procede d'anticipation et/ou de prevention du risque d'explosion et/ou d'inflammation d'un melange combustible/agent oxydant. |
| CN101435810A (zh) * | 2007-11-16 | 2009-05-20 | 北京矿冶研究总院 | 表征易自燃体系中硫化物氧化代表物多聚硫的化学探真剂 |
| CN104713899A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-06-17 | 太原理工大学 | 基于双吸氧量的煤自燃倾向性鉴定方法 |
| CN107567586A (zh) * | 2015-05-05 | 2018-01-09 | Ifp新能源公司 | 一种连续监测燃料的氧化进展程度的方法 |
| CN110927213A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-03-27 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 基于采空区温度和指标气体的遗煤自燃危险分级预警方法 |
-
2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB256922A (en) * | 1925-08-13 | 1927-09-02 | William Bose Dobbin Penniman | Oxidized products, processes of making same, and apparatus therefor |
| BE1012672A3 (fr) * | 1999-05-07 | 2001-02-06 | Clers Bertrand Des | Procede d'anticipation et/ou de prevention du risque d'explosion et/ou d'inflammation d'un melange combustible/agent oxydant. |
| CN101435810A (zh) * | 2007-11-16 | 2009-05-20 | 北京矿冶研究总院 | 表征易自燃体系中硫化物氧化代表物多聚硫的化学探真剂 |
| CN104713899A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-06-17 | 太原理工大学 | 基于双吸氧量的煤自燃倾向性鉴定方法 |
| CN107567586A (zh) * | 2015-05-05 | 2018-01-09 | Ifp新能源公司 | 一种连续监测燃料的氧化进展程度的方法 |
| CN110927213A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-03-27 | 天地（常州）自动化股份有限公司 | 基于采空区温度和指标气体的遗煤自燃危险分级预警方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| BOLESLAV TARABA 等: "Towards indication gases of spotaneous heating of biomass", 《FUEL》 * |
| 康健婷 等: "近距离煤层联合开采采空区自然发火规律及防治技术研究", 《中国安全生产科学技术》 * |
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