14 北京科技大学学报 2003年第1期 由图可以看出，随着温度的升高，煤的耗氧 (2)在选取指标气体时应根据各矿具体情况 速度呈指数规律增大.说明随煤温的升高，煤氧 而定，大屯煤可使用CO和CL作为煤炭自燃预 间由物理吸附变化到化学吸附，最后发生化学反 测预报的指标气体.煤在70-80℃时已开始迅速 应.煤体温度一定时，煤体粒度不同，耗氧速度也 氧化，在110-120℃时出现CH气体 不相同.粒度越小，耗氧速度越大.由此认为，煤 (3)从C0温升率数值可判断煤炭自燃发火的 自燃是一个非常复杂的物理化学变化的放热过 程度.当CO温升率持续增大时，应采取防灭火 程，其化学变化是煤表面分子中各种活性结构与 措施. 氧发生化学吸附和化学反应，生成各种含氧基团 (4)温度一定时，煤的耗氧速度，CO,CO2及 和多种气体产物，同时伴随有放热、吸热的化学 CH产生量均随粒度变小而增大，故煤的粒度越 热效应.物理化学变化进程随煤与氧气接触面积 小，煤的自燃性越强 不同而不同，其氧化放热性也不同.煤的破碎程 参考文献 度越大，比表面积越大，煤氧接触面积也越大，氧 化放热性越强 】王省身，张国枢.矿井火灾防治[M.徐州：中国矿业 大学出版社，1990 12 2贺敦良，徐精彩.煤炭表面反应热与自燃性探讨) 10 粒度/mm 煤矿安全，1990,6：31 1"0.10.3 8 3王云.矿井火灾预防与处理[M)北京：煤炭工业出 20.3-2.0 2 版社，1992 6 32.0-6.0 4周心权.矿井火灾救灾理论与实践[M.北京：煤炭 4°6.0-10.0 工业出版社，1996 5邵辉浅析煤炭自燃指标气体的优选与使用.煤 0 炭科学技术，1996,24(9)：43 40 60 80 100 120 140 160 6余明高，王清安，煤层自然发火期预测的研究.中 t/℃ 国矿业大学学报，2001,30(4：384 图4耗氯速度与煤温的关系 7邓军.煤最短月然发火期实验及数值分析，煤炭 Fig.4 Ralations between consuming oxygen velocity and 学报，1999,24(3)：274 coal temperature 8李宗翔，秦书玉.综放工作面采空区自然发火的数 值模拟研究J.煤炭学报，1999,24(5)：494 4 结论 9徐精彩.松散煤体低温氧化放热强度的测定与计算 1.煤炭学报，2000,25(4)：387 (1)CO及CO2产生量、耗氧速度均随煤温升 10文虎，徐精彩，葛岭梅，等.煤的自燃性测试技术及 高而增大 数值分析[J】.北京科技大学学报，2001,23(6)：499 Coal Spontaneous Combustion Characteristics at Programmed Temperatures XIE Zhenhua,JIN Longzhe,SONG Cunyi Civil and Environment Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT The characteristics of coal spontaneous combustion were investigated through programmed tem- perature experiment and the concentration of CO,CO:etc for coal with various sizes was measured at different tem- peratures.The selection of index gases was discussed.The law of concentration change for CO,CO:etc and the re- lation of consuming oxygen velocity to coal temperature and size were analyzed.The smaller the coal size and the higher the temperature,the more intense the reaction of coal and oxygen.The results can direct the prevention and treatment of fire in mine. KEY WORDS programmed temperature;coal spontaneous combustion;index gase;consuming oxygen velocity北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 由图可 以看 出 ， 随着温度 的升高 ， 煤 的耗 氧 速 度呈 指 数规律增大 说 明随煤温 的升高 ， 煤氧 间 由物理 吸 附变化到化学 吸 附 ， 最后 发生 化学 反 应 煤体温度一定 时 ， 煤体粒度不 同 ， 耗氧 速度 也 不 相 同 粒度 越 小 ， 耗 氧速 度 越 大 由此认 为 ， 煤 自燃 是 一 个 非 常复杂 的 物理 化 学 变 化 的放 热过 程 ， 其化学 变化 是煤表 面分子 中各种 活性结构与 氧发生化学 吸 附和化学反应 ， 生 成各种含氧基 团 和 多种 气体产物 ， 同时伴 随有放热 、 吸热 的化 学 热效应 物理化学 变化进程 随煤与氧气接触 面积 不 同而不 同 ， 其 氧化放 热性 也 不 同 煤 的破碎程 度越 大 ， 比表 面积越 大 ， 煤 氧接触面积也越 大 ， 氧 化 放 热性越强 在选 取 指标气体时应 根 据各矿 具体情 况 而 定 大 屯煤可 使用 和 凡 作为煤 炭 自燃 预 测 预报 的指标 气 体 煤 在 一 ℃ 时 已 开 始 迅 速 氧化 ， 在 一 ℃ 时 出现 凡 气 体 从 温 升 率数值可 判 断煤 炭 自燃 发 火 的 程 度 当 温 升率持续增 大 时 ， 应 采 取 防灭 火 措施 温 度一 定 时 ， 煤 的耗 氧 速 度 ， ， 及 凡 产生 量 均 随粒度 变小 而增 大 故煤 的粒度 越 小 ， 煤 的 自燃性 越 强 粒度 侧 一 禅 一 一 一 ， 刀一 ， 妇孟 ，︸‘八八， ︵ 一，，日。 · 一。︶、昌 里至至兰三三三二上二二二二二二 一 一 一 一 川 ℃ 图 耗 氧速度 与煤温 的关 系 · 结 论 及 产生 量 、 耗 氧速度均 随煤温 升 高而增 大 参 考 文 献 王 省身 ，张 国枢 矿井火 灾防治 【 徐州 中国矿 业 大学 出版社 ， 贺敦 良 ， 徐精彩 煤炭表 面 反 应 热 与 自燃性探讨 煤矿 安 全 ， ， 王 云 矿 井火灾预 防与处 理〔 』北 京 煤炭工 业 出 版社 ， 周 心 权 矿 井 火灾救 灾理论与实 践 北 京 煤 炭 工 业 出版社 ， 召肠辉 浅析煤 炭 自燃指标气体的优选 与使用 煤 炭科学技术 ， ， 余明高 ， 王 清安 煤层 自然 发火期预测 的研 究 【 中 国矿业 大学学 报 ， ， 邓 军 煤最短 自然发 火期 实验及数值分 析 【 煤 炭 学报 ， ， 李宗翔 ， 秦书玉 综放 工 作面采空 区 自然发 火 的数 值模拟研究 煤炭学 报 ， ， 徐精彩 松散煤体低温 氧化放热强 度的测定 与计算 煤炭学报 ， ， 文 虎 ， 徐精彩 ， 葛岭梅 ， 等 煤 的 自燃性 测 试技术 及 数值分析 北 京科技 大学学 报 ， ， 石百 风 刀 脚夕 ， ， ， ， ， ， ， 爪 雌 。 材