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自燃火災(zāi)是煤礦的重大災(zāi)害之一，嚴(yán)重地影響著煤礦的正常生產(chǎn)[1]。做好煤炭自然發(fā)火早期預(yù)測預(yù)報(bào)工作是預(yù)防自燃火災(zāi)的關(guān)鍵，目前普遍采用的預(yù)報(bào)方法是氣體分析法。應(yīng)用氣體分析法預(yù)測預(yù)報(bào)煤自然發(fā)火，首先要找出能反映煤自然發(fā)火特征的指標(biāo)氣體。在實(shí)踐過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)各指標(biāo)氣體給出不同甚至相反的預(yù)報(bào)結(jié)果，因此必須對各指標(biāo)氣體的可信度進(jìn)行分析，避免漏報(bào)或誤報(bào)。
l煤的升溫氧化實(shí)驗(yàn)
1．1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
本實(shí)驗(yàn)主要是通過測定煤升溫氧化過程中所放出的一系列反映煤自燃特征氣體的含量，并根據(jù)氣體生成量隨煤溫升高的變化規(guī)律，找出可以靈敏、準(zhǔn)確地反映煤早期自燃特征的氣體，作為指標(biāo)氣體進(jìn)行煤炭自然發(fā)火的早期預(yù)測預(yù)報(bào)。
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是由煤加熱升溫氧化系統(tǒng)、氣體進(jìn)樣和分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分組成。
1．2結(jié)果分析
本次實(shí)驗(yàn)分別從開灤趙各莊礦9煤層和12煤層采集了9個煤樣進(jìn)行升溫氧化實(shí)驗(yàn)。對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知：適合于趙各莊礦煤炭自然發(fā)火預(yù)測預(yù)報(bào)的指標(biāo)氣體主要是一氧化碳(CO)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)和乙烯比乙烷(C2H4／C2H6)。煤的自燃氧化過程分為3個氧化階段：緩慢氧化階段、加速氧化階段和激烈氧化階段。3個階段的溫度范圍：<180℃，180～300℃，>300℃。
2指標(biāo)氣體可信度分析
采用灰色關(guān)聯(lián)分析法，通過計(jì)算煤在氧化過程中各指標(biāo)氣體與煤溫的關(guān)聯(lián)度，來評判各指標(biāo)氣體的可信度。
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，緩慢氧化階段(<180℃)的指標(biāo)氣體主要是CO和C2H6，此階段各煤樣CO體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化比C2H6表現(xiàn)出了更強(qiáng)的規(guī)律性，而且出現(xiàn)較早，作為預(yù)測指標(biāo)氣體明顯優(yōu)于C2H6，在這里對二者不再進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。而在加速氧化階段(180～300℃)，C2H4和C2H6都已出現(xiàn)，如果各指標(biāo)氣體的預(yù)測結(jié)果產(chǎn)生矛盾，容易發(fā)生誤報(bào)或漏報(bào)。而此階段是煤炭自然發(fā)火早期預(yù)測預(yù)報(bào)的關(guān)鍵時期，所以有必要分析各指標(biāo)氣體的可信度。在激烈氧化階段，煤已將近燃燒，對于早期預(yù)測預(yù)報(bào)已沒有意義。所以，選取了溫度(t)在[180，300]之間對各氣體指標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。
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