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自燃火災是煤礦的重大災害之一，嚴重地影響著煤礦的正常生產(chǎn)[1]。做好煤炭自然發(fā)火早期預測預報工作是預防自燃火災的關鍵，目前普遍采用的預報方法是氣體分析法。應用氣體分析法預測預報煤自然發(fā)火，首先要找出能反映煤自然發(fā)火特征的指標氣體。在實踐過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)各指標氣體給出不同甚至相反的預報結果，因此必須對各指標氣體的可信度進行分析，避免漏報或誤報。
l煤的升溫氧化實驗
1．1實驗系統(tǒng)
本實驗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、準確地反映煤早期自燃特征的氣體，作為指標氣體進行煤炭自然發(fā)火的早期預測預報。
實驗系統(tǒng)是由煤加熱升溫氧化系統(tǒng)、氣體進樣和分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分組成。
1．2結果分析
本次實驗分別從開灤趙各莊礦9煤層和12煤層采集了9個煤樣進行升溫氧化實驗。對實驗結果分析可知：適合于趙各莊礦煤炭自然發(fā)火預測預報的指標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指標氣體可信度分析
采用灰色關聯(lián)分析法，通過計算煤在氧化過程中各指標氣體與煤溫的關聯(lián)度，來評判各指標氣體的可信度。
由實驗結果分析可知，緩慢氧化階段(<180℃)的指標氣體主要是CO和C2H6，此階段各煤樣CO體積分數(shù)隨溫度變化比C2H6表現(xiàn)出了更強的規(guī)律性，而且出現(xiàn)較早，作為預測指標氣體明顯優(yōu)于C2H6，在這里對二者不再進行關聯(lián)分析。而在加速氧化階段(180～300℃)，C2H4和C2H6都已出現(xiàn)，如果各指標氣體的預測結果產(chǎn)生矛盾，容易發(fā)生誤報或漏報。而此階段是煤炭自然發(fā)火早期預測預報的關鍵時期，所以有必要分析各指標氣體的可信度。在激烈氧化階段，煤已將近燃燒，對于早期預測預報已沒有意義。所以，選取了溫度(t)在[180，300]之間對各氣體指標進行關聯(lián)分析。
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