矿井封闭火区内气体来源

矿井封闭火区内气体来源主要有四部分:一是封闭火区内火灾燃烧所产生的气体;二是顶板和煤壁内涌出的瓦斯等气体;三是由于漏风进入封闭火区的气体;四是其他原因产生的气体。

(1)火灾燃烧生成的气体

矿井火灾中的可燃物主要有木材、煤和一些可燃气体。矿井火灾的燃烧物不同,燃烧的产物也就不同。有时候,同一种燃烧物,由于环境因素和燃烧规模的不同,火灾生成的气体种类和数量也是不同的。一般情况下,由于可燃物燃烧产生的气体主要有CO、CO2和水蒸气等。

(2)煤壁逸入的气体

煤壁逸入的气体的主要成分为瓦斯。在回采工作面中,瓦斯的涌出形式主要包括采空区瓦斯的涌出、工作面煤壁内瓦斯的涌出以及采落煤块内瓦斯的涌出。煤层中涌出的气体主要为瓦斯(CH4),个别煤矿的煤层中还含有CO和CO,研究表明大多数煤每释放100m3瓦斯的同时释放约5m3的N2和CO2。封闭火区内瓦斯的涌出量和封闭区域的大小、瓦斯涌出速度和封闭时间等相关。煤层中还会释放出乙烷(C2H6)和丙烷(C3H8)等稀有气体。

(3)漏入火区的气体

漏入封闭火区的气体为火区外的矿井空气,其主要成分为N2和O2;漏风量与防火墙的密闭程度和封闭区域两侧压力差等相关。

(4)其他气体

由于火灾过程中会产生巨大热量,火灾区域附近的煤可能会发生干馏生成CH4和H2。木材可能经厌氧菌分解,会生成烷烃类化合物气体如C2H6。烷烃类化合物在受热时会生成烯烃化合物气体如C2H4,如果火区中氧气充足且温度足够高,烯烃类气体还会裂解生成炔烃类化合物气体如C2H2。不过,这些气体在火区气体中所占的比例很小,在进行数值模拟时可忽略。

通过上述分析可知,封闭火区内气体主要成分如下:N2、CO、CO2、CH4、H2、O2、水分以及其他烷烯炔烃类化合物气体。

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参考文献:

[1]乔晨露.煤矿火区封闭对火区内气体运移规律影响研究[D].湖南科技大学,2014.

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创建时间:2023-10-26 14:25
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