一、国内外研究现状及趋势

80 年代前, 国外对煤自燃倾向性的测试方法主要以煤的氧化性为基础, 大体可以分为二类:一类是化学试剂法。这类方法主要以双氧水、亚硝酸钠、联苯胺等化学试剂取代氧, 把煤氧缓慢的氧化过程人为加速, 考察煤在试剂作用下的氧化速度和着火点, 其中被公认的方法有：奥尔宾斯基法(波)、奥尔莲斯卡娅-维谢洛夫斯基着火点温度降低值法 (苏)、马切雅什法(即双氧水法)等。另一类是吸氧法, 这类方法主要有静态吸氧法和动态吸氧法。静态吸氧法是把一定量的煤样置于一个恒温的密闭容器, 然后在该容器内充满氧气, 隔一定时间考察氧的减少量；动态吸氧法是让氧以一定的速度流过煤样, 考察煤样的吸氧量。80 年代后, 美国研究出利用绝热炉 测定煤炭最小自热温度,评估煤炭自燃倾向性；加拿大采用静态恒温法、可燃性法、绝热和动态法研究煤的自燃倾向性；土耳其采用非恒温动态法 测试煤的自燃临界温度和CO产生率, 预测煤的自燃倾向性；南非采用由计算机自动控制的绝热量热法预测煤的自燃倾向性。

在我国,煤自燃倾向性等级划分长期以来一直沿用着火温度法,这种方法不但操作繁琐,而且与实际情况往往有较大的差异。“七五”期间,我国开始进行煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法方面的研究,并使这一方法在我国得到了普遍的应用。但在较长的一段时间内,存在着这两种测试方法同时使用的现象,致使这一重要指标的管理和应用处在比较混乱的状态,给煤矿安全管理带来了很大的不便。为此,《煤矿安全规程》执行说明(1992年版)规定煤自燃倾向性鉴定均采用色谱吸氧鉴定法。

二、立项的意义与必要性

   鄂尔多斯地区煤层埋藏浅，煤层露头多，煤炭自燃发火比较严重，因此本地各矿区对于测定煤层的自燃发火倾向性有着迫切的需求，用色谱吸氧法测定鄂尔多斯地区煤层自燃倾向性对于解决本地区煤层自燃发火的问题有重要的指导意义。

   三、项目研究的内容，预计突破哪些难题

1、研究的内容

煤的自燃一般要经过潜伏期、自燃期、燃烧期这3个过程，影响煤自燃倾向性的主要因素有煤的吸氧量、含水量、含硫量和煤的粒度,以吸氧量为主。埋藏年代少、质变(碳化)程度低以及内表面积、内部毛细管丰富,造成了煤的内水分高，煤炭内水分高,又使细小煤粉粘满大粒度的煤炭表面,形成一个个小单元,小单元非常容易吸附氧气并发生氧化反应,同时极不利于水蒸汽的蒸发和热量的散发,而容易造成热量的聚集。煤的吸氧量采用流动色谱吸氧测试法进行测试,应用热导法双气路气相色谱分析检测技术,测定煤对流态氧的吸附能力。  

2、创新点

本次研究采用煤自燃性测定仪对煤样进行了测定,该仪器利用双气路色谱吸氧法测定煤样,在低温条件下吸附流态氧的数量,与计算机相连,直接读数,方便快捷,可以在较短的时间测定多组煤样。通过测定鄂尔多斯煤田范围内的煤样，用灰色关联分析煤层地质参数与煤样自燃倾向性的关联度，绘制鄂尔多斯煤田自燃发火危险等级区域图，为进一步的煤层自燃发火地点的准确预测研究提供数据依据。

3、预计突破的难点

   该方法测定系统先进, 操作简单, 吸氧量可由色谱处理机自动计算, 缩短了测试周期, 提高了工作效率, 但在伴有煤氧化学吸附和反应时, 氧吸附量难以计算, 且煤的吸附性能亦受煤岩组份、孔隙结构、粒度组成、水分含量等因素的制约，为了得到准确的测量结果，通过改进实验方法，尽可能地模拟地下煤层吸氧过程。