氡气体预测煤矿自然发火：新技术与格拉布斯准则

"浅谈用氡预测煤矿自然发火 - 杨增强, 甘建东, 姜广政 - 中国矿业大学矿业工程学院 & 机电工程学院" 本文深入探讨了利用氡(Rn)气体预测煤矿自然发火的可能性。氡作为一种放射性气体，其析出与煤炭温度升高有关，与一氧化碳(CO)类似，是煤炭自然发热过程中的一个关键指标。作者杨增强、甘建东和姜广政通过实验研究了Rn在煤炭升温过程中的析出规律，以期寻找一种更有效的预测煤矿自燃的方法。 煤矿自然发火是全球范围内煤矿安全的重大威胁。中国尤其受到这一问题的影响，据统计，约有56%的矿井存在自然发火的风险，且60%的可采煤层具有自燃危险，导致火灾次数占比超过90%。这些火灾不仅造成重大的经济损失，还可能导致设备损坏和人员伤亡，严重影响煤矿的生产和安全。 传统的监测方法主要依赖于一氧化碳浓度的检测，但CO并非总是可靠且容易受多种因素干扰。因此，研究人员探索了使用放射性气体Rn作为新的标志气体。Rn在煤炭自燃过程中的析出规律性更强，可能提供更准确的早期预警信号。通过应用格拉布斯方法(Grubbs test)优化采样值，可以提高预测的准确性和及时性，从而为预防火灾提供更有效的方法。 煤炭自燃的过程通常分为准备期、自热期和燃烧期。准备期，煤炭内部的含氧基团与氧气反应形成过氧化物，这是一个缓慢的蓄热阶段。自热期，随着氧化速率增加，热量积累导致温度上升，产生CO等可燃气体。当温度达到一定阈值，即进入燃烧期，煤开始自发燃烧。 文章指出，由于采空区的位置难以直接观测，监测技术的进步对于准确预测和预防自然火灾至关重要。通过对煤样进行加热处理并观察Rn析出，可以揭示煤炭在自然过程中的行为模式，为预测技术的发展提供了新思路。 总结来说，这篇论文提出了使用氡气作为预测煤矿自然发火的新方法，通过实验研究和格拉布斯准则的数据处理，有望提高预测的精确度，降低火灾风险，对矿井安全具有重要意义。这是一项创新性的研究，为未来煤矿安全监控技术的发展指明了方向。