煤自燃的气体产物

井下煤层自燃会释放出气体，这些气体通常被称为煤自燃气体产物。煤自燃气体产物是由煤自燃氧化气体及煤吸附气体两部分组成的，煤自燃氧化气体是由于煤自身发生氧化反应从而产生的气体产物；煤吸附气体是由于在成煤过程中部分气体被吸附在煤的孔隙之内，随着温度升高气体开始逸出。

煤体中由于碳和空气接触，发生氧化反应从而分解得出的产物称之为煤自然氧化气体，主要是由CO、CO2、CH4、C2H6、C3H8、C4H10、C2H4、C3H6和C2H2等气体组合而成。根据已有研究成果表明：CO、烷烃、烯烃是煤在发生自燃的过程中发生的氧化反应所产生的气体产物，这类气体组分不属于煤吸附气体。即使有些研究表明CO存在于吸附气体当中，但此类报道极为少见。所以由CO、烷烃、烯烃所构成的气体组分可以视作煤自燃氧化进程中的标志性气体，其生成的规律在含量值和生成顺序上都存在着较大的差别。

煤吸附气体中主要的成分是CH4和CO2气体，其中还存在着其他烷烃气体。例如C2H6、C3H8和C4H10等，但烷烃气体的含量很少，通常只有ppm级别。这些烷烃气体根据碳原子数随沸点由低到高排列，随着温度升高逐一被释放。在低温阶段，由于烷烃气体自身的解吸浓度比较高，因此烷烃气体浓度会随着煤体温度的升高而逐渐降低，直至达到最低点。气体浓度含量又随温度增加而增加，但增加速率相对较缓。在这个阶段产生的气体总量与煤的变质程度、粒度和孔隙率等因素相关。因此煤的种类不同，其指标气体差异也较大。随着煤体温度的升高，不同温度下会产生不同的气体，并且气体浓度逐渐增加。这种变化规律称之为煤吸附气体产物的生成规律，其主要受煤本身的物理化学性质和表面性能的影响。

徐州吉安矿业科技有限公司研发的ZQC6/6型井下束管气体采样装置具有自动、手动两种采样控制模式，是一种具有多区域循环采样、七种气体浓度检测及实时数据传输、存储的高效控制系统。通过就近部署在工作面等监测地点附近，可有效缩短气体输送距离，避免漏气污染，造成数据失准。同时采用就地分析，实时上传的策略，使气体监测值更具有时效性。配合地面系统软件对采集的煤矿井下火灾标志性气体值进行统计、分析，实现对煤自燃发展程度的智能判断与预警，可以早期监测预报火灾状况，为煤矿井下各类自燃火灾预报和防治工作提供科学依据。

参考文献：

[1]李娅琪.麻地梁煤矿509工作面煤柱裂隙演化及漏风特性研究[D].华北科技学院,2023.