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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(cè)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(cè)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(guò)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(duì)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(guò)測(cè)定煤升溫氧化過(guò)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(cè)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(kāi)灤趙各莊礦9煤層和12煤層采集了9個(gè)煤樣進(jìn)行升溫氧化實(shí)驗(yàn)。對(duì)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(cè)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(guò)程分為3個(gè)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(gè)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(guò)計(jì)算煤在氧化過(guò)程中各指標(biāo)氣體與煤溫的關(guān)聯(lián)度，來(lái)評(píng)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(cè)指標(biāo)氣體明顯優(yōu)于C2H6，在這里對(duì)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(cè)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(cè)預(yù)報(bào)的關(guān)鍵時(shí)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(duì)于早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)已沒(méi)有意義。所以，選取了溫度(t)在[180，300]之間對(duì)各氣體指標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。
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