杨五五

（山西中新甘庄煤业有限责任公司，山西大同 037000）

煤的自燃过程相当复杂[1-6]，一直是国内外学者研究和讨论的热点和难点。文虎[7]研究了煤自燃高温点的发展规律，提出了煤自燃与煤的氧化、放热以及漏风和供氧等条件是相关的；张玉涛[8]分析了煤温度与氧化气体的相互作用关系，验证了温度与氧化产物的非线性特性；晋树清[9]利用“煤自燃特性综合测试系统”得到了凤凰山煤矿煤自燃的特征气体CO为主，C2H4和C2H2为辅。诸多研究表明[10-11]，研究煤炭自燃特征和确定煤炭自燃分级预警指标对防治煤层自燃具有较为深远的意义。

甘庄煤矿11#煤层位于大同煤田大同组下部，煤层平均厚度3.51 m。该煤层8507 工作面，由于部分采空区遗留煤较多，在开采活动和大气压力变化的影响下，易发生“呼吸”，从而造成煤炭自燃隐患，所以急需研究煤炭火灾预警系统。

1 自然发火实验装置

针对甘庄煤矿11#煤的自燃实验，利用煤低温自燃实验平台，模拟了实验条件下煤自燃氧化的升温过程，通过对煤的温度、耗氧量以及一氧化碳生成量等气体含量变化过程的监测和分析，获得了煤自燃的特征参数。

XK-IV型煤低温自燃实验平台由炉体、气体回路和控制检测系统3部分组成，整体结构见图1（a）。炉体见图1（b），呈圆形，高度为195 cm，内径为120 cm，总装煤量约为1 950 kg，炉内设置了测温探头和气体采样点。气路系统见图1（c），气体通过压缩机、空气包、稳流阀以及紫铜管等进入炉内。气样分析系统见图1（d），采用气相色谱仪，监测的气体主要有O2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、CH2、N2等8种气体。……