东欢坨煤矿煤层赋存CO实验与机理的研究

本文论述了东欢坨煤层中CO的来源及吸附作用,介绍了开滦东欢坨煤矿地质概况和发现CO的情况。根据现有的资料和东欢坨煤矿的实际情况,提出了东欢坨煤矿CO赋存的三个基本假设。 通过分析东欢坨矿地质条件、CO的发现情况以及现场钻孔中CO浓度测定,排除了其中两个假设,从而断定CO的产生与煤的变质作用有关。 为此,在东欢坨矿的主采煤层8、9、11、12煤层采取了八个典型煤样,同时,在林南仓和赵各庄矿各采取了两个与东欢坨矿煤样变质程度相近的煤样作为对比,分别进行了煤的工业分析、显微煤岩分析、元素分析和CO吸附性实验。根据实验结果,对比分析了各煤样之间的显微煤岩含量差别,从而得出了东欢坨煤矿赋存CO的原因,即煤在变质过程中,煤分子侧链和官能团逐渐分解、断裂,在核缩聚、侧链分解引起的分子结构的改造和重建过程中,由于侧链的脱落生成了大量的CO,被吸附能力较强煤层大量吸附下来,并建立了吸附量与惰质组、镜质组最大反 射率以及煤的工业分析各指标之间的数学模型。本文对东欢坨煤矿煤层存在CO但未发生自燃现象进行了初步研究,结合煤自然发火有关理论,选择了东欢坨煤矿低温下预测预报自然发火的指标气体,建立了低温氧化阶段标志气体与煤自燃氧化温度之间的数学模型和自然发火预测预报系统,并对该系统提出了附加要求。 本文对东欢坨煤矿煤层赋存CO机理提出了新的见解,为东欢坨煤矿对煤层自然发火进行准确预报提供了依据,对同类矿山分析CO赋存机理及自然发火预测预报具有重大参考价值。