魏 刚

(榆林神华能源有限责任公司，陕西 神木 719315)

0 引言

我国重点煤矿中的54.9%存在自然发火危险[1]，随着煤矿开采现代化、机械化进程的发展，煤火灾害问题日益凸显，严重影响了矿山生产安全。以某煤矿开采易自燃煤层的首采综采面51103工作面为例，首先进行煤自然发火判定指标优选，确定CO为煤自然发火监测指标，之后对工作面开拓及采煤方式进行分析，根据工作面特点对进回风进行优化，最后根据可能发生的采空区遗煤自燃采取防范措施，设计灌浆系统并对其材料、参数进行优化。

1 煤自然发火标志气体测定

1.1 程序升温气相分析联动实验

人工采取井下煤样，采样方法及采样步骤参照《GBT 482-2008煤层煤样采取方法》执行；取样后将煤样破碎，并进行筛分，煤样粒度小于0.15 mm，装入热解析仪并与气相色谱相连，进行热解析实验。实验设备采用程序升温气化进样联动气相色谱分析原理设计，其原理示意图如图1所示。将煤样放置在程序升温装置中，开启程序升温进程，煤体温度会逐渐升高，在不同温度下煤样与氧气作用生成的多种气体成分不尽相同。将煤氧反应生成的气体经由管路输送至气相色谱进样口，程序自动控制每隔15 min对气体进行一次检测，将检测到的结果记录后即可进行分析。

图1 实验设备原理示意图

实验开始后，程序升温装置按照预先设定的升温进程对煤样进行加热，具体升温程序见表1。煤氧反应后生成的气体通过气化进样装置进入气相色谱进行分析，每间隔15 min读取O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C3H8、C2H4、C3H6、C2H2等气体浓度值，并进行记录。……