專利名稱：一種煤自燃傾向性的測定方法
一種煤自燃傾向性的測定方法 駄領域
本發(fā)明涉及一種煤自燃傾向性的測定方法，3tffl于W煤層的自燃傾向性的定性與分類。
背景技術：
煤炭自燃是我國煤礦^:^面臨的主要災害之一，我國有自燃頃向性的煤層占ff^層總數(shù) 的79.93%，國額點W可采厚麟的礦^^本上鵬在自然發(fā)火的問題。煤自燃傾向性的測定 是礦井能有效開展P方滅虹作的臓。目前，煤自燃傾向性的測定方法國外主魏絕熱氧化法(美 國、澳対U亞等)、高溫活化能法(絵)、 點 法(印度、土職等)等；國內現(xiàn)行的測定 方法是色it^氧法，該法以每克千皿常溫(30 。C)、常壓(1.0133X105 Pa)下的吸M作為主 ^!標對煤自燃傾向'ffit行分類。國外^ffl的絕熱氧化方法測i^l期較長(往往需要十幾個小時甚 至幾十個小時)，測試剝?？量?；高溫活化能法、奴點鵬法反映的是^^高離(通?！?40 °C)剝牛下的氧化自繊性，無法反鵬樹ft^氧Wr段在內的^t氧化自燃過程。國內細的方
法存在以下不足首先，煤^m氣的物理吸Pf懂僅與煤的表面M和孔隙結構有關，并不能反映出
煤自微0^緩^1^ 段和加速氧化的^#性；其次，常溫下煤的吸M:并^f^參加氧化^Z
的氧氣量，參加氧化鵬的氧氣駐魏決于煤結構中活性基團的種類和數(shù)目；第三，分對示準不
統(tǒng)一，不同的可燃^^ 發(fā)分分|^示準不一致，會因可燃^^基揮發(fā)分在臨界itA許，范圍內 的波動致使傾向性測試結果嚴重湖。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是根據(jù)己有s^雜的問題，提出一種方法簡單，操^^便，定量分析，測定準 確度高，耗時較短的煤自燃傾向性測定方法。
本發(fā)明的煤自燃頃向性的測定方法如下
(1) #^#進行破碎，篩分W^tt徑為0.18咖 0. 38 nm的,，對煤樣進行千燥 ^g跌煤樣罐內；
(2) 將'煤樣^CA測i^l內，向煤樣罐內fflA較^m定皿的干空氣，同時將測^l設定為 40 。C恒鵬行；
(3) 當測煤樣升Siilj40 。C時，將較敲急定驢的干空氣Wi低^^穩(wěn)定，將測離 設定為固定速率的禾，升溫，同時開啟與測 1相連的 采^^對測^1和煤樣盼^4行
采集；
(4) 用，色itft柳i^^mg^殿定值時辦罐出氣口的氣體，記^ft氣鵬C ，
將駄,罐的干空氣驢周整為之前的較離定驢
(5) 當 采，顯示采集的煤#^^1測^|，時停11 采集，并^^ 采皿
中顯示的煤樣效點鵬r的值；
(6)將氧氣濃度c和效點鵬r^A下列公式計算得至蝶自燃傾向性判定指數(shù)/值，
/ = 40x(0.6x/c+0.4x/。-300
式中/為煤自燃傾向性判定指數(shù)；
/r =-xl00; /r =-xl00;
e 15.5 t 140
/c為煤樣罐出氣口氧氣,指數(shù)； /r為，禾i^升溫^f牛下M點m指數(shù)； 設定煤自燃傾向性判定指數(shù)/ <600為容易自燃鶴，600《/《1200為自燃,，/ 〉1200 為不易自燃皿； 計算得到的煤自燃傾向性判定指數(shù)/的值，即，定煤的自燃傾向性。
戶; ^cA煤樣罐內的煤樣千ma的鵬控制在so'c以下；戶腿向煤樣罐內ax較敲急定流
量的干空氣,為96ml/min;較低流量為8ml/min;所述測，設定的固定禾游升皿率為0.8 。C/min;所3^氣相色if^測^^樣罐出氣口氣體時，煤皿度的設定值為70 。C。
本發(fā)明的煤自燃傾向性的測定方法，主要M:測iS^樣超股定ag時煤樣罐出氣口的氧氣濃
度大小來判斷謝鴯氧微醜腿率的快廈，氧氣濃鵬大，^ftfiM少，氧艦率越侵；艦 測15^點^*判斷加速氧艦麟腿率的快漫， 點越低，氧艦率趟決；再Mm兩
個#|1^行合成計算得到煤自燃傾向性判定指數(shù)的值，煤自燃傾向性判定指數(shù)的鵬小越容易自
燃，越娥碎易自燃。M31xt^^煤自撤鴯緩t魏4Wr段和加速氧^r段的織c和r的測 試計算，^mn決了實a^反映煤自燃臨緩gftWr段和加速氧化階激寺性的問題，提高了 煤自燃頃向性的測定鵬度，操作簡單可靠，分對示職一。^h測定過禾lK需測試兩個織，一
MK需3 4 h即可誠。其方法簡單，操^^便，省時省力，湖1賦結*) ，在本領域內具有廣
泛的實用性。
具體實船式
實施例一、采取河南義馬斜^r辦，破碎篩分后， ^1:徑為0.18, 0.38咖的煤樣,
將煤樣置于40 。C環(huán)境斜牛下進行空氣千MM^，取50±0.1 g空氣千M^^A煤樣罐，并在煤樣上方均勻,一層厚度為2咖 3咖的石棉。將煤樣^A測試箱內，以96 ml/min的較高 穩(wěn)定 向煤樣罐內通入干空氣(氧氣濃度為20.96%)，同時將測i^iag設定為4(TC恒^Ji行。 當煤# ^1」40 。C時，將3iA煤樣罐的干空氣WJf為8 ml/min的樹￡ ^#穩(wěn)定，將 測^l設定為0.8 。C/min禾聘升溫，艮,Ji^E40 。C恒^it行的基石lth以^H中0.8 。C的鵬
遞增，同時開啟繊mti對測鄉(xiāng)鵬tw^a行采集。然后用，目色imm煤樣翻設定
離70。C時的煤樣罐出氣口的氣體，測得氧氣鵬C為20.31氣相色im^S樣完畢后立即將通 入煤樣罐的樹efC量的干空氣itS^整為96 ml/min的較高穩(wěn)定itfi，測i^昏繼續(xù)以0.8 。C/min 的速^IS^升溫。當娜采Ml顯示采集的煤^MMaiKfl離5 。C時，?！?采集，并 iB^煤雜禾號升溫斜牛下的^^離r (即煤img與測箱鵬相等時盼鵬)為148,7'C。
將氧氣鵬織c和奴點離r^A計算公式得至蝶自燃頃向性判定指數(shù)/值，
i" = 40 x (0.6 x/c + 0.4 x/r) - 300 / =332 <600，
根據(jù)煤氧化自燃理論，測定的氧氣濃度c越大，^a氧ttJ^職^I率越漫，效點、m r
越高，高鋤卩速氧^|^職{爐率越慢。因此，合成計算得到的煤自燃傾向性判定指數(shù)/的働小 ,易自燃，M^不容易自燃。^1大* 分析結果，設定煤自燃傾向性判定指數(shù)/ <
600為容易自燃,，600《/《1200為自燃:^M， /〉1200為不易自燃^。 iiaii憎得到的煤
自燃傾向性判定指數(shù)/的大小，即，定煤的自燃頃向性。 測賠#義馬斜寸礦的煤為容易自燃,。
實施例二采取河;l娜臺葛泉礦煤樣，步驟和剝牛同實施例一，略。測得氧氣濃度C為20. 29%。
效點鵬r為182.7'c，將氧氣濃度織c和奴點鵬r^Ai憎公式得到煤自燃傾向'桫啶
指數(shù)/值，
/ =929， 600《929《1200,測定河;1娜臺葛泉礦的煤為自燃;^。 實施例三、采取寧夏石嘴山卡布W區(qū)煤樣，步驟和^f牛同實施例一，略。觀賜氧氣濃度C為 20.72%。效點鵬指數(shù)r為207. rc，將氧氣濃度織C和效點、鵬7M^A計算公式得到煤自 燃頃向糊定指數(shù)/值，
/ =1275 >1200，測定寧夏彌山卡布W區(qū)的煤為不易自燃鵬。
權利要求
1、一種煤自燃傾向性的測定方法，其特征在于(1)取新鮮煤樣進行破碎，篩分取顆粒直徑為0.18mm～0.38mm的煤樣，對煤樣進行干燥處理后放入煤樣罐內；(2)將煤樣罐放入測試箱內，向煤樣罐內通入較高穩(wěn)定流量的干空氣，同時將測試箱設定為40℃恒溫運行；(3)當煤樣升溫達到40℃時，將較高穩(wěn)定流量的干空氣流量調低并保持穩(wěn)定，將測試箱設定為固定速率的程序升溫，同時開啟與測試箱相連的數(shù)據(jù)采集器對測試箱和煤樣的溫度進行數(shù)據(jù)采集；(4)用氣相色譜儀測試煤樣溫度達到設定值時煤樣罐出氣口的氣體，記錄氧氣濃度C數(shù)據(jù)，將通入煤樣罐的干空氣流量調整為之前的較高穩(wěn)定流量；(5)當數(shù)據(jù)采集器顯示采集的煤樣溫度超過測試箱溫度時停止數(shù)據(jù)采集，并記錄數(shù)據(jù)采集器中顯示的煤樣交叉點溫度T的值；(6)將氧氣濃度C和交叉點溫度T代入下列公式計算得到煤自燃傾向性判定指數(shù)I值，I＝40×(0.6×IC+0.4×IT)-300式中I為煤自燃傾向性判定指數(shù)；
2、 根據(jù)權利要求1所述的煤自燃傾向性的測定方法，欺鞭在于所^A煤樣罐內的煤樣 千^ra盼MS帝依50'C以下。
3、 根據(jù)權利要求i戶艦的煤自燃傾向性的測定方法，期寺征在于所述向煤樣罐內aA^高穩(wěn)定 的干空氣 為96ml/min;較低 為8ml/min。
4、 根據(jù)權利要求1所述的煤自燃傾向性的測定方法，其特征在于所述測，設定的固定程 序升鵬率為0.8 。C/min。
5、 根據(jù)權利要求1戶腿的煤自燃傾向性的測定方法，^ffi在于戶;f^ffl氣相色i^C測皿 樣罐出氣口氣體時，煤#^的設定働70 'C。
全文摘要
一種煤自燃傾向性的測定方法，適用于煤礦煤層的自燃傾向性的定性與分類。通過測試煤樣達到設定溫度時煤樣罐出氣口的氧氣濃度大小來判斷煤低溫氧化階段氧化速率的快慢；通過測試交叉點溫度來判斷加速氧化階段氧化速率的快慢；再通過對這兩個參數(shù)進行合成計算得到煤自燃傾向性判定指數(shù)的值，煤自燃傾向性判定指數(shù)的值越小越容易自燃，越大越不容易自燃，從而有效地解決了實現(xiàn)綜合反映煤自燃低溫緩慢氧化階段和加速氧化階段特性的問題，提高了煤自燃傾向性的測定準確度，操作簡單可靠，分類標準統(tǒng)一，整個測定過程只需測試兩個參數(shù)，一般只需3～4h即可完成。其方法簡單，操作方便，省時省力，測試結果準確，在本領域內具有廣泛的實用性。
文檔編號G01N33/22GK101206211SQ200710191350
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月18日 優(yōu)先權日2007年12月18日
發(fā)明者仲曉星, 周福寶, 戚緒堯, 李增華, 王德明 申請人:中國礦業(yè)大學