[发明专利]一种注烟气预防采空区煤自燃惰化指标的确定方法

说明书

本发明公开了一种注烟气预防采空区煤自燃惰化指标的确定方法，包括如下步骤：（1）、配制含有20%O₂、80%N₂的实验气体，用于进行吸附实验以考察N₂对煤吸附氧气的影响；（2）、从电厂采集烟气气样作气体成分分析，计算出烟气中CO₂与N₂的比例；（3）、配制含有20%O₂、80%与烟气同比例的CO₂与N₂的实验气体，用于进行吸附实验以考察电厂烟气对煤吸附氧气的影响。本发明方法设计合理，提出适用于注烟气预防采空区煤自燃惰化指标的计算方法，对将电厂烟气注入采空区进行煤自燃的预防具有指导意义。

技术领域

本发明属于采空区防灭火领域，涉及注烟气预防采空区煤自燃的方法，具体是一种注烟气预防采空区煤自燃惰化指标的确定方法。

背景技术

煤自然发火是我国煤矿安全生产面临的重大灾害之一。在新疆、宁夏、内蒙古、甘肃、青海、陕西、山西等7个省自治区，煤自燃火区燃烧面积累计超过720km²，每年烧毁煤炭1000～1360万吨，间接呆滞优质煤炭有2亿吨，每年至少造成200亿元的经济损失。另外,煤自燃产生大量有毒有害气体，危害作业人员的健康和生命，污染环境，而且还是诱发瓦斯煤尘爆炸事故的主要火源，严重影响煤矿安全生产。

火电厂烟气属于工业废气，含有大量的有害气体成分，有国家严格限制排放的二氧化硫、氮氧化物，尤其含有能够造成温室效应的二氧化碳。据统计，目前全球二氧化碳排放总量的41％来自电力行业，2018年我国火电厂CO₂的排放总量达到约40亿吨，而且从电厂烟气中捕获分离并封存CO₂的成本极高且难成规模。

经过检测分析，目前火电厂排放烟气中的主要成分为N₂、CO₂，均是很好的惰化防灭火材料，将电厂烟气注入煤矿采空区能够有效抑制煤炭自燃的发生和实现CO₂的封存。不仅可以有效降低煤矿防灭火的成本，而且实现了电厂烟气的回收利用，对于减少有害气体的排放，从而改善生态环境具有十分重要的意义。

现阶段公认的惰化指标为GB 51078-2015《煤炭设计防火规范》中所规定的，注氮后采空区惰化指标为含氧量不得大于7％。大量国内外学者的研究表明煤吸附CO₂、N₂和O₂的能力大小为：CO₂N₂O₂，所以烟气中CO₂的存在必定会使得烟气对煤吸附O₂的影响效果优于注氮时纯氮气的影响。因此，采用注烟气预防采空区煤自燃时需要确定一个新的采空区惰化指标。

发明内容

为克服现有技术的上述不足，本发明提出一种注烟气预防采空区煤自燃惰化指标的确定方法，该方法能够确定出注烟气预防采空区煤自燃的惰化指标，对将电厂烟气注入采空区进行煤自燃的预防具有指导意义，而且可以有限降低因指标不合理而导致的烟气预处理成本。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种注烟气预防采空区煤自燃惰化指标的确定方法，包括如下步骤：

(1)、配制含有20％O₂、80％N₂的实验气体，用于进行吸附实验以考察N₂对煤吸附氧气的影响。

(2)、从电厂采集烟气气样作气体成分分析，计算出烟气中CO₂与N₂的比例。

(3)、配制含有20％O₂、80％与烟气同比例的CO₂与N₂的实验气体，用于进行吸附实验以考察电厂烟气对煤吸附氧气的影响。