第
39
卷
第
12
期
煤
炭 科 学 技 术
Vol. 39 No. 12
2011
年
12
月
Coal Science and Technology
Dec. 2011
基于大型煤堆实验台的煤自燃过程模拟研究
张 育 恒
(
山西长平煤业有限责任公司
,
山
西 晋城
048006)
摘 要
:
为研究王台铺矿
15
号煤层的自然发火
规律
,
利用大型煤堆实验台对其进行了试验模拟研
究
,
通过热电偶测得煤体的温度变化情况
,
得到煤体内的升温速率
、
耗氧速度
、
临界温度及干裂温
度等煤样自燃特性参数
,
结合气相色谱仪对煤自燃过程中产生的指标气体进行分析
。
结果表明
:
煤
温在临界温度
80 ℃
以下时
,
煤的自身氧化反应过程中产生的热量小
,
煤样耗氧速度较低
,
煤体很
难发生自燃
;
在
80 ~ 110 ℃
时
,
耗氧速度逐渐增加
,
反应逐渐加强
;
当煤温超过干裂温度
110 ℃
后
,
氧化反应急剧加快
,
放热量也随着增大
,
同时
CO
和
CO
2
产
生率加快
,
煤体易发生自燃
。
关键词
:
煤自燃
;
升温速率
;
耗氧速度
;
临界温度
;
干裂温度
中图分类号
: TD752
文献标志码
: A
文章编号
: 0253 - 2336 ( 2011) 12 - 0056 - 04
Study on Simulation of Coal Spontaneous Combustion Process
Based on Large Coal Pile Experiment Rig
ZHANG Yu-heng
( Shanxi Changle Coal Mining Corporation Ltd. ,Jincheng 048006,C hina)
Abstract: In order to study the spontaneous combustion law of No. 15 seam in Wangtaipu Mine,a large coal storage pile experiment rig
was applied to the experiment simulation study. With the temperature variation conditions of coal measured with the thermal electric cou-
ples,the coal sample spontaneous combustion feature parameters were obtained including the temperature rising rate in the coal,the oxy-
gen consumption speed,the critical temperature and dry fracturing temperature. In combination with the gas phase chromatographer,the
index gas occurred from the coal spontaneous combustion process was analyzed. The results showed that when the coal temperature was be-
low 80 ℃ of the critical temperature,the thermal value occurred from the oxidized reaction process of coal would low,the oxygen con-
sumption speed of coal sample would low and the spontaneous combustion of the coal would be difficult to be occurred. When the critical
temperature was 80 ~ 110 ℃ ,the oxygen consumption speed would be steadily increased and the reaction would be steadily enhanced.
When the coal temperature was over 110 ℃ of the dry fracturing temperature,the oxidized reaction would rapidly increased and the ther-
mal emission value would be increased. Meanwhile,the CO and CO
2
production rate would be increased and the spontaneous combustion
of the coal would be easily occurred.
Key words: coal spontaneous combustion; temperature rising rate; oxygen consumption rate; critical temperature; dry fracturing temper-
ature
收
稿日期
: 2011 - 07 - 21;
责任编辑
:
代艳玲
作者简介
:
张育恒
( 1973—)
,
男
,
山
西晋城人
,
工程师
,
现任山西长平煤业有限责任公司总工程师
,
从事煤矿安全管理与研究工作
。Tel:
0356 - 3623207,E - mail: zhangyuheng8888@ 126. com
网络出版时间
: 2011 - 12 - 19 17: 15;
网络出版地址
: http: / /www. cnki. net /kcms /detail /11. 2402. TD. 20111219. 1715. 022. html
引用格式
:
张育恒
.
基于大型煤堆实验台的煤自燃过程模拟研究
[J].
煤炭科学技术
,2011,39 ( 12)
: 56 - 59,64.
煤自燃现象在煤炭的生产
、
运
输
、
储存过程中
普遍存在
。
我国国有重点煤矿中有一半以上的矿井
煤自燃现象很严重
,
这已经成为煤矿安全生产中的
重大灾害
[1 - 2]
。
煤自燃问题受到国内
外很多学者的
广泛关注和研究
,
目前已经有多种方法判断煤的自
燃倾向性
,
如色谱吸氧法
[3]
、
煤样温度与程序升
温
间的交叉点法
[4]
、
煤样内部不同位置点间温度
的
交叉点法
[5 - 6]
、
活
化能法
[7 - 9]
等
,
但
这些方法都
存在一定局限性
。
近年来研究者探讨较多的为绝热
氧化升温法
[10 - 13]
,
其使用的煤量较少
,
多
数在
65
DOI:10.13199/j.cst.2011.12.62.zhangyh.019