专利名称：一种煤自燃倾向性的测定方法
一种煤自燃倾向性的测定方法 駄领域
本发明涉及一种煤自燃倾向性的测定方法，3tffl于W煤层的自燃倾向性的定性与分类。
背景技术：
煤炭自燃是我国煤矿^:^面临的主要灾害之一，我国有自燃顷向性的煤层占ff^层总数 的79.93%，国額点W可采厚麟的矿^^本上鹏在自然发火的问题。煤自燃倾向性的测定 是矿井能有效开展P方灭虹作的臓。目前，煤自燃倾向性的测定方法国外主魏绝热氧化法(美 国、澳対U亚等)、高温活化能法(絵)、 点 法(印度、土職等)等；国内现行的测定 方法是色it^氧法，该法以每克千皿常温(30 。C)、常压(1.0133X105 Pa)下的吸M作为主 ^!标对煤自燃倾向'ffit行分类。国外^ffl的绝热氧化方法测i^l期较长(往往需要十几个小时甚 至几十个小时)，测试剝牛苛刻；高温活化能法、奴点鹏法反映的是^^高離(通常〉140 °C)剝牛下的氧化自繊性，无法反鹏樹ft^氧Wr段在内的^t氧化自燃过程。国内細的方
法存在以下不足首先，煤^m气的物理吸Pf懂仅与煤的表面M和孔隙结构有关，并不能反映出
煤自微0^缓^1^ 段和加速氧化的^#性；其次，常温下煤的吸M:并^f^参加氧化^Z
的氧气量，参加氧化鹏的氧气駐魏决于煤结构中活性基团的种类和数目；第三，分對示准不
统一，不同的可燃^^ 发分分|^示准不一致，会因可燃^^基挥发分在临界itA许，范围内 的波动致使倾向性测试结果严重湖。
发明内容
本发明的目的是根据己有s^雜的问题，提出一种方法简单，操^^便，定量分析，测定准 确度高，耗时较短的煤自燃倾向性测定方法。
本发明的煤自燃顷向性的测定方法如下
(1) #^#进行破碎，筛分W^tt径为0.18咖 0. 38 nm的,，对煤样进行千燥 ^g跌煤样罐内；
(2) 将'煤样^CA测i^l内，向煤样罐内fflA较^m定皿的干空气，同时将测^l设定为 40 。C恒鹏行；
(3) 当测煤样升Siilj40 。C时，将较敲急定驢的干空气Wi低^^稳定，将测離 设定为固定速率的禾，升温，同时开启与测 1相连的 采^^对测^1和煤样盼^4行
采集；
(4) 用，色itft柳i^^mg^殿定值时辦罐出气口的气体，记^ft气鹏C ，
将駄,罐的干空气驢周整为之前的较離定驢
(5) 当 采，显示采集的煤#^^1测^|，时停11 采集，并^^ 采皿
中显示的煤样效点鹏r的值；
(6)将氧气浓度c和效点鹏r^A下列公式计算得至蝶自燃倾向性判定指数/值，
/ = 40x(0.6x/c+0.4x/。-300
式中/为煤自燃倾向性判定指数；
/r =-xl00; /r =-xl00;
e 15.5 t 140
/c为煤样罐出气口氧气,指数； /r为，禾i^升温^f牛下M点m指数； 设定煤自燃倾向性判定指数/ <600为容易自燃鶴，600《/《1200为自燃,，/ 〉1200 为不易自燃皿； 计算得到的煤自燃倾向性判定指数/的值，即，定煤的自燃倾向性。
戶; ^cA煤样罐内的煤样千ma的鹏控制在so'c以下；戶腿向煤样罐内ax较敲急定流
量的干空气,为96ml/min;较低流量为8ml/min;所述测，设定的固定禾游升皿率为0.8 。C/min;所3^气相色if^测^^样罐出气口气体时，煤皿度的设定值为70 。C。
本发明的煤自燃倾向性的测定方法，主要M:测iS^样超股定ag时煤样罐出气口的氧气浓
度大小来判断謝鴯氧微醜腿率的快厦，氧气浓鹏大，^ftfiM少，氧舰率越侵；舰 测15^点^*判断加速氧舰麟腿率的快漫， 点越低，氧舰率趟決；再Mm两
个#|1^行合成计算得到煤自燃倾向性判定指数的值，煤自燃倾向性判定指数的鹏小越容易自
燃，越娥碎易自燃。M31xt^^煤自撤鴯缓t魏4Wr段和加速氧^r段的織c和r的测 试计算，^mn决了实a^反映煤自燃臨缓gftWr段和加速氧化阶激寺性的问题，提高了 煤自燃顷向性的测定鹏度，操作简单可靠，分對示職一。^h测定过禾lK需测试两个織，一
MK需3 4 h即可誠。其方法简单，操^^便，省时省力，湖1賦结*) ，在本领域内具有广
泛的实用性。
具体实船式
实施例一、采取河南义马斜^r辦，破碎筛分后， ^1:径为0.18, 0.38咖的煤样,
将煤样置于40 。C环境斜牛下进行空气千MM^，取50±0.1 g空气千M^^A煤样罐，并在煤样上方均匀,一层厚度为2咖 3咖的石棉。将煤样^A测试箱内，以96 ml/min的较高 稳定 向煤样罐内通入干空气(氧气浓度为20.96%)，同时将测i^iag设定为4(TC恒^Ji行。 当煤# ^1」40 。C时，将3iA煤样罐的干空气WJf为8 ml/min的樹￡ ^#稳定，将 测^l设定为0.8 。C/min禾聘升温，艮,Ji^E40 。C恒^it行的基石lth以^H中0.8 。C的鹏
递增，同时开启繊mti对测鄉鹏tw^a行采集。然后用，目色imm煤样翻设定
離70。C时的煤样罐出气口的气体，测得氧气鹏C为20.31气相色im^S样完毕后立即将通 入煤样罐的樹efC量的干空气itS^整为96 ml/min的较高稳定itfi，测i^昏继续以0.8 。C/min 的速^IS^升温。当娜采Ml显示采集的煤^MMaiKfl離5 。C时，停± 采集，并 iB^煤雜禾號升温斜牛下的^^離r (即煤img与测箱鹏相等时盼鹏)为148,7'C。
将氧气鹏織c和奴点離r^A计算公式得至蝶自燃顷向性判定指数/值，
i" = 40 x (0.6 x/c + 0.4 x/r) - 300 / =332 <600，
根据煤氧化自燃理论，测定的氧气浓度c越大，^a氧ttJ^職^I率越漫，效点、m r
越高，高鋤卩速氧^|^職{爐率越慢。因此，合成计算得到的煤自燃倾向性判定指数/的働小 ,易自燃，M^不容易自燃。^1大* 分析结果，设定煤自燃倾向性判定指数/ <
600为容易自燃,，600《/《1200为自燃:^M， /〉1200为不易自燃^。 iiaii憎得到的煤
自燃倾向性判定指数/的大小，即，定煤的自燃顷向性。 测賠#义马斜寸矿的煤为容易自燃,。
实施例二采取河;l娜台葛泉矿煤样，步骤和剝牛同实施例一，略。测得氧气浓度C为20. 29%。
效点鹏r为182.7'c，将氧气浓度織c和奴点鹏r^Ai憎公式得到煤自燃倾向'桫啶
指数/值，
/ =929， 600《929《1200,测定河;1娜台葛泉矿的煤为自燃;^。 实施例三、采取宁夏石嘴山卡布W区煤样，步骤和^f牛同实施例一，略。观赐氧气浓度C为 20.72%。效点鹏指数r为207. rc，将氧气浓度織C和效点、鹏7M^A计算公式得到煤自 燃顷向糊定指数/值，
/ =1275 >1200，测定宁夏彌山卡布W区的煤为不易自燃鹏。
权利要求
1、一种煤自燃倾向性的测定方法，其特征在于(1)取新鲜煤样进行破碎，筛分取颗粒直径为0.18mm～0.38mm的煤样，对煤样进行干燥处理后放入煤样罐内；(2)将煤样罐放入测试箱内，向煤样罐内通入较高稳定流量的干空气，同时将测试箱设定为40℃恒温运行；(3)当煤样升温达到40℃时，将较高稳定流量的干空气流量调低并保持稳定，将测试箱设定为固定速率的程序升温，同时开启与测试箱相连的数据采集器对测试箱和煤样的温度进行数据采集；(4)用气相色谱仪测试煤样温度达到设定值时煤样罐出气口的气体，记录氧气浓度C数据，将通入煤样罐的干空气流量调整为之前的较高稳定流量；(5)当数据采集器显示采集的煤样温度超过测试箱温度时停止数据采集，并记录数据采集器中显示的煤样交叉点温度T的值；(6)将氧气浓度C和交叉点温度T代入下列公式计算得到煤自燃倾向性判定指数I值，I＝40×(0.6×IC+0.4×IT)-300式中I为煤自燃倾向性判定指数；
2、 根据权利要求1所述的煤自燃倾向性的测定方法，欺鞭在于所^A煤样罐内的煤样 千^ra盼MS帝依50'C以下。
3、 根据权利要求i戶舰的煤自燃倾向性的测定方法，期寺征在于所述向煤样罐内aA^高稳定 的干空气 为96ml/min;较低 为8ml/min。
4、 根据权利要求1所述的煤自燃倾向性的测定方法，其特征在于所述测，设定的固定程 序升鹏率为0.8 。C/min。
5、 根据权利要求1戶腿的煤自燃倾向性的测定方法，^ffi在于戶;f^ffl气相色i^C测皿 样罐出气口气体时，煤#^的设定働70 'C。
全文摘要
一种煤自燃倾向性的测定方法，适用于煤矿煤层的自燃倾向性的定性与分类。通过测试煤样达到设定温度时煤样罐出气口的氧气浓度大小来判断煤低温氧化阶段氧化速率的快慢；通过测试交叉点温度来判断加速氧化阶段氧化速率的快慢；再通过对这两个参数进行合成计算得到煤自燃倾向性判定指数的值，煤自燃倾向性判定指数的值越小越容易自燃，越大越不容易自燃，从而有效地解决了实现综合反映煤自燃低温缓慢氧化阶段和加速氧化阶段特性的问题，提高了煤自燃倾向性的测定准确度，操作简单可靠，分类标准统一，整个测定过程只需测试两个参数，一般只需3～4h即可完成。其方法简单，操作方便，省时省力，测试结果准确，在本领域内具有广泛的实用性。
文档编号G01N33/22GK101206211SQ200710191350
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者仲晓星, 周福宝, 戚绪尧, 李增华, 王德明 申请人:中国矿业大学