3赵各庄矿自然发火实验研究和结果分析.docx
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3赵各庄矿自然发火实验研究和结果分析
3赵各庄矿自然发火实验研究和结果分析
煤矿井下发生自然火灾，根本原因是煤本身具有自燃倾向性。
为了探讨赵各庄矿自然发火规律，我们分别在主采煤层九煤层和十二煤层采取了9个煤样进行了煤层自燃倾向性实验和煤的升温氧化实验，确定煤层的自燃倾向性等级和寻找适合该矿煤层自然发火预测预报的标志气体。
3.1煤样的采取与制备
为保证所采取的煤样新鲜而且具有一定的代表性，采取煤样时需按照以下采样方案执行：
（1）煤样必须由受过专门训练的采样人员采取；
（2）在所有煤层和分层的采煤工作面或掘进工作面采取有代表性的煤样；
（3）在地质构造复杂、破坏严重（如有褶曲、断层及岩浆侵入等）地带，或煤岩组分在煤层中分布明显（如明显有镜煤、亮煤、丝炭黄铁矿夹矸等）时，应分别加采煤样，并描述采样点状态；
（4）在采掘工作面采样时，先把煤层表面受氧化的部分剥去，再将底板清理干净，铺上帆布或塑料布，然后沿工作面垂直方向划两条线，线间宽度100~150mm，在两线间采下厚50mm的初采煤样；将初采煤样打碎至小于20~30mm粒度，混合均匀依次按圆锥缩分法，缩至2.0kg，装入铁筒（或厚塑料密封袋）内封严运送实验室。
（5）采样时，矸石或夹石不得混入煤样中；
（6）每个煤样必须备有两张标签，一张放在装煤样的容器内，一张贴在容器外，按下列要求填写，字迹清楚：
①煤样编号；
②送样矿、邮编及联系人姓名；
③煤层名称；
④煤种（按国标分类）；
⑤煤层厚度；
⑥煤层倾角；
⑦采煤方法（掘进面示明掘进方法）；
⑧经验自然发火期（给出矿经验统计值）；
⑨采样地点；
⑩采样人、采样日期。
（7）随同煤样必须给出采样地点地质柱状图，并说明煤层地质生成年代、距地表深度、采样地点暴露于空气中的时间，同时指明是否是从断层、褶曲等地质构造附近采的煤样。
（8）煤样应在采样后15天内进行实验。
煤样采集概况见表3-1。
将所采取的样品用破碎机粉碎均匀后，用标准筛筛分至60～80目和120目以下的煤粉置于广口瓶中密封保存，留作实验测定用。
表3-1采样地点概况表
编号
采样地点
所属煤层
翼别
采煤方法
煤种
发火期
1
2337西卡根提起10米东帮
十二
（二）煤层
西翼
长壁
肥煤
6～8个月
2
1337上山
十二
（二）煤层
西翼
长壁
肥煤
6～8个月
3
1420迎头中部
十二
（二）煤层
东翼
长壁
肥煤
6～8个月
4
2132西三面
十二
（一）煤层
东翼
长壁
肥煤
6～8个月
5
5193东下面运输道
九煤层
西翼
地沟
气煤
8～12个月
6
2597东上面
九煤层
西翼
长壁
肥煤
8～12个月
7
1490卡根300m眼西顺槽迎头
九煤层
东翼
长壁
肥煤
8～12个月
8
12东2石门正峒
九煤层
东翼
长壁
肥煤
8～12个月
9
1097东下溜子道
九煤层
西翼
落垛
肥煤
8～12个月
3.2煤自燃倾向性实验[28～30]
本实验主要通过对煤在低温常压下对氧（99.99%）的吸附量的测试，根据吸氧量的大小来鉴定赵各庄矿各主采煤层的自燃倾向性等级，为研究该矿的自然发火规律提供理论上的依据。
实验用的主要部分仪器采用煤炭科学总院抚顺分院研制的“ZRJ—1型煤自燃倾向性测定仪”。
实验系统由标准柱恒温箱、检测器及其恒温箱、气路控制系统、电气控制单元等部分组成，实验对采自不同地点不同煤层的煤样进行吸氧量测试及数据采集。
实践证明，煤的自热首先开始于吸附空气中的氧气。
当煤中不含或含少量硫化矿物时，其自燃主要表现为煤自身吸附空气中的氧而开始的自热过程。
煤的随后氧化过程正是开始于这种吸附氧以后的表面反应，煤最初的吸氧特性反应了有关煤自热的某些特性，煤吸附氧特性的参量主要有：
吸附氧量、吸附环境温度和吸附过程参量。
研究固体（煤）对气体（氧气）的吸附性质，其吸附等温线是一个基本的参量。
吸附等温线的测定，也就是在一定的恒温下，对给定的吸附剂和吸附质测定其与一系列相对压力相对应的吸附量。
由于气相色谱技术的发展，吸附量可以转化为谱峰来测量。
在本实验中，吸附方式采用的是流动的吸附剂（氧气），为此吸附平衡气压力的变化是采用改变吸附气（氧气）与平衡气（氮气）的分压比来实现的。
在与大气压平衡的情况下，两种气体的百分浓度之比即分压之比，而在色谱气路固定时，两种气体流速之比亦即为浓度之比。
因此，只要调整两种气体的流速，即能得到不同分压下的吸附量，而当吸附平衡后，流出的气体发生了变化，色谱峰由热导检测器检测出峰面积。
大量的试验研究表明，煤在低温常压下对氧的吸附符合郎格缪尔方程的吸附规律，在实验中应满足下述条件：
①固体表面是均匀的，也即对某一单一组分的煤粒可以认为其表面是均匀的。
因此，将每个单一组分的颗粒的Langmuir吸附量叠加，可使煤的吸附从总体上符合Langmuir吸附规律；②被吸附分子间没有相互作用力；③吸附为单分子吸附；④在一定条件下，吸附和脱附之间可以建立动态平衡。
从而可以按单分子层吸附理论推出的Langmuir吸附方程：
式中：
——覆盖的表面积百分数；
——比例系数；
——吸附热；
——玻耳兹曼常数；
——气体的压力；
——温度；
计算吸附量。
测定条件：
煤样粒度：
≤0.15mm；
煤样重量：
（1±0.0001）g；
载气：
N2（纯度不低于99.95%）；
吸附气：
O2（纯度不低于99.95%）；
载气流速：
（30±0.5）ml/分钟；
吸附气流速：
（20±0.5）ml/分钟；
热导温度：
85℃；
桥丝温度：
70℃；
吸附、脱附温度：
30℃；
吸附时间：
20min。
用制备好后的粒度为120目以下的煤样进行各项基础参数的测试及吸氧量的测定。
实验流程图见图3-1所示。
通过对煤样进行氧气的吸附和脱附，经热导检测器检测其变化，由打印机打印出色谱峰，及色谱峰面积。
在进行煤样的基础参数测试前，要将煤样进行空气干燥2小时。
图3-1煤自燃倾向性实验流程图
通过对煤样的基础测试结果与煤样吸附氧气的色谱峰面积即可计算出各煤样的吸氧量。
计算按下式进行：
式中：
K—仪器常数，分/积分示值；
RC1—实管载气流速，ml/min；
RC2—空管载气流速，ml/min；
α1—实管时氧气在混合气中的体积百分比；
α2—空管时氧气在混合气中的体积百分比；
d0—煤样比重，g/ml；
V1—样品管体积，ml；
W0—煤样重量，g；
Wf—煤样水分，%；
S1—实管峰面积，积分示值；
S2—空管峰面积，积分示值；
由计算出的煤在低温常压下的吸氧量，并根据《煤矿安全规程》中的煤自燃倾向性分类表（表3-2）的规定，鉴定出煤层的自燃倾向性[59]。
表3-2煤自燃倾向性分类表（褐煤、烟煤类）
自燃等级
自燃倾向性
30℃常压煤的吸氧量cm3/g，干煤
备注
Ⅰ
容易自燃
≥0.71
Ⅱ
自燃
0.41～0.70
Ⅲ
不易自燃
≤0.40
3.3煤氧化升温实验
本实验主要是通过测定煤氧化升温过程中所放出的一系列反映煤自燃特征气体的含量，并根据气体生成量随煤温升高的变化规律，找出可以灵敏、准确地反映煤早期自燃特征的气体，作为标志气体进行煤炭自然发火的早期预测预报。
3.3.1实验系统
实验系统是由煤加热氧化升温系统、气体进样和分析系统、数据处理系统等部分组成。
实验系统结构框图如图3-2：
煤加热氧化升温装置是在煤炭科学研究总院重庆分院研制的智能型煤升温氧化试验炉的基础上进行改造而成的。
煤升温氧化装置的关键是要把煤样准确加热到实验所需温度并能维持在该温度，使煤样在该温度内充分氧化，并且要求整个装置的气路简单、密闭。
为此我们重点对该加热炉的气路进行了改造，增加了密封垫及密封圈。
控温装置采用AI智能温度控制调节器。
气体进样和分析系统采用的是北京市东西电子技术研究所研制的GC—4000系列气相色谱仪，该仪器主要由电气控制单元、分析单元和气路控制单元组成。
分析单元主要由色谱柱恒温箱、热导检测器恒温加热块、气化室加热块和转化炉等四部分组成。
数据处理系统采用的是北京市东西电子技术研究所开发的A4800型色谱数据处理工作站。
A4800型色谱数据处理工作站是一套完整的双通道/四通道色谱处理微机系统，各种参数设定采用人—机对话，由鼠标器及键盘进行控制，数据及谱图在显示器上显示，并可由打印机打印出谱图及报告。
操作条件采用中文菜单提示，并可打印中文报告，使用方便。
加热系统
气体
进样柱
分析箱
系统
图3-2实验系统结构框图
3.3.2实验条件
氧化炉:
样品重量——2g
样品粒度——60～80目
升温速率——1.5℃/min
气相色谱仪:
柱箱温度——95℃
热导温度——100℃
汽化温度——150℃
转化温度——360℃
桥丝温度——130℃
TCD——载气H2纯度99.98%
FID——N2纯度99.99%
H2纯度99.98%
空气尽量纯（除去微量有机物）
3.3.3气相色谱仪的工作原理[41][47][48]
气相色谱法是以气体作为流动相的色谱法，各种色谱仪的分离原理大致相同，即当被分离的物质组分在流动相载气如N2、H2等惰性气体的携带下，通过一个装有固定相（或是具有活性的吸附剂或是在固定惰性胆体——涂有固定剂的填充物）的填充柱时，利用被分离物质在色谱柱内两相之间分配系数不同，经过多次反复分配之后，分配系数较小（即在固定相上被吸附或溶解力较小）的组分，首先被载气带出色谱柱，分配系数大的组分则迟被带出色谱柱。
经过一定时间即通过一定量的载气后，试样中的各个组分就彼此分离，而先后流出色谱柱。
本实验所采用的是GC-4000型微机化气相色谱仪。
GC-4000型微机化气相色谱仪的分析单元主要由色谱柱恒温箱、热导检测器恒温加热块、气化室加热块和转化炉等四部分组成。
氢火焰离子化检测器放在汽化室恒温加热块上。
因仪器是双流路，所以分析单元中两个汽化室安装在同一加热块上。
热导检测器（TCD）是目前气相色谱仪上应用最广泛的一种通用型检测器。
它结构简单，稳定性好，灵敏度适宜，线性范围宽，对所有被分析物质均有响应，而且不破坏样品，多用于常量分析。
TCD的工作原理为当载气混有被测样品，由于热导系数不同，破坏了原有热平衡状态，使热丝温度发生变化，随之电阻也就改变，电阻值的变化可以通过惠斯登电桥测量出来，所得电信号的大小与组分在载气中的浓度成正比，经放大后，记录下来作为定性定量的依据（色谱图）。
氢火焰离子化检测器（FID）是对有机物敏感度很高的检测器，由于它具有响应的一致性，线性范围宽，结构简单，对温度不敏感等特点，所以FID对有机物进行微量分析时应用得非常广泛。
FID在工作时需要载气、氢气和空气。
当氢气在空气中燃烧时，火焰中的离子很少，但如果有碳氢化合物存在时，离子就大大增加。
当从柱后流出的载气和被测样品用氢气混合在空气中燃烧时，有机化合物被电离成正负离子，正负离子在电场的作用下就产生了相对燃烧物质量的电流，这个电流经微电流放大器放大后，可用记录仪或数据处理机记录下来作为定性定量的依据——色谱图。
3.3.4实验方法
取粒度为60～80目的煤样2.000g放入氧化炉中，紧固好后，调节好空气流量，打开控温仪，将升温速率设定为1.5℃/min。
准备好后，即可升温氧化，温度每升高10～15℃取气样一次，用气相色谱仪进行各气体组分（N2、O2、CO、CO2、CH4、C2H6、C3H8、C2H4、C3H6、i-C4H10、n-C4H10、C2H2）分析。
分析氧气、氮气时用氢气作载气，分析烃类气体及一氧化碳、二氧化碳时用氮气作载气。
分离后的气体组分由A4800色谱数据工作站进行数据处理，得到气体含量报告。
3.4实验结果分析
3.4.1煤层自燃倾向性的鉴定[32～35][45][46]
煤的自燃倾向性是煤的一种自然属性，它取决于煤在低温下的氧化能力，并同时受到煤的变质程度、煤的水分、煤的含量、煤的粒度、煤的瓦斯含量、煤的孔隙度、导热性等因素的影响，是煤层发生自燃的基本条件。
所以，鉴定煤的自燃倾向性对煤的早期自然发火预测预报技术的研究至关重要。
赵各庄矿各煤样的基础参数分析结果和吸氧量计算结果见表3-3。
表3-3赵各庄矿自燃倾向性鉴定结果统计表
编号
煤层
名称
工业分析
真比重g/ml
吸氧量
ml/g干煤
分类
水分%
灰分
%
挥发份%
全硫
%
赵1
12
2.10
27.01
34.84
1.25
1.4962
0.5062
Ⅱ
赵2
12
3.30
18.74
35.15
1.15
1.4645
0.5579
Ⅱ
赵3
12
2.26
9.76
27.86
2.48
1.3829
0.5509
Ⅱ
赵4
12
1.16
9.83
32.63
1.49
1.3076
0.5348
Ⅱ
赵5
9
1.68
16.94
36.95
0.43
1.3136
0.5446
Ⅱ
赵6
9
1.36
14.51
34.89
0.57
1.4333
0.6187
Ⅱ
赵7
9
1.03
17.54
26.81
0.33
1.4259
0.6239
Ⅱ
赵8
9
0.94
14.29
27.77
0.35
1.4538
0.4153
Ⅱ
赵9
9
1.49
24.78
30.01
0.35
1.5529
0.5091
Ⅱ
煤自燃的发生和发展，是很多因素共同影响，相互作用的结果。
这些因素包括内在因素和外在因素，而且在某些情况下，外在因素起着至关重要的作用，它在很大程度上是可以由人来控制的。
煤的自燃倾向性是煤的一种自然属性。
它取决于煤在常温下的氧化能力，是煤层发生自燃的基本条件。
而在生产过程中，一个煤层的自燃的状况并不完全取决于煤的自燃倾向性，在一定程度上还受煤层的地质赋存条件、开拓、开采和通风条件等的影响。
自然火灾的形成必须具备以下三个基本条件：
（1）、具有低温氧化特性即自燃倾向性的煤呈碎裂状态堆积存在；
（2）、通风供氧维持煤的氧化过程不断发展；
（3）、在煤的氧化过程中生成的热量大量蓄积，难以及时放散。
九煤层自燃倾向性等级为Ⅱ类自燃煤层，因而只要具备自燃的条件即可发生自燃。
九煤层为单一厚至中厚煤层，煤呈碎块状、粉未状，煤体较为破碎，易于吸氧蓄热。
赵各庄矿煤层地质条件复杂，断层较多，在断层附近，煤体松软破碎，并会伴生一些小构造，这会增加煤的自燃危险性。
该矿现开采深度已超过1000米，地压大，因此煤层顶底板、煤柱因受力裂隙发育，使得空气进入煤体，产生缓慢氧化，随着氧化过程的加深，易于出现自燃现象。
九煤层顶板为灰白色砾粗砂岩，高岭石胶结，易风化，容易形成大面积悬顶，掘进巷道因顶板易风化而容易变形，因此，需要加强顶板的管理，防止顶板发生抽冒，引起浮煤吸氧蓄热氧化而发生自燃。
十二煤层自燃倾向性等级为Ⅱ类自燃煤层，因而只要具备自燃的条件即可发生自燃。
十二煤层顶板为腐泥质粘土岩，节理发育，破碎，易冒落，加之开采深度的增加，地应力加大，造成顶板管理困难，易于出现浮煤，为自燃的发生创造了条件。
十二煤层为厚煤层，采用分层开采，也会较易出现遗煤。
在最近几年曾多次出现高温点，1437、2132工作面发生煤层自燃，说明十二煤层确实具有自燃的危险性。
分析2132工作面的赋存情况，2132工作面F4、F3两断层的落差较大，在断层带及其附近及顶板因受力，裂隙发育，松软破碎，并会伴生一些小构造，所以施工过程中，在接近和过断层时顶板易于塌冒，在冒顶区，空气易于进入浮煤内，造成煤体氧化，生成的热量又不容易散发出去，从而蓄热，促进煤体进一步氧化，最后，如果生成的热量不能及时散发出去，就会造成自燃的发生。
因此，在开采十二煤层时，需要注意顶板的管理工作，同时，加强通风管理，防止风量过小，造成浮煤蓄热而引起自燃。
通过对赵各庄矿第九煤层和十二煤层进行自燃倾向性鉴定与实际自燃发火情况的对比分析，可以得到以下结论：
（1）赵各庄矿九煤层和十二煤层均属于Ⅱ类自燃，即只要存在煤自燃的三个条件，就会导致煤层自然发火。
（2）煤层的自燃还与地质断层和通风不良的影响有关，所以在今后生产中一定要加强顶板的管理，保持良好的通风条件。
尤其是十二煤层在开采过程中，改进采矿方法，尽量减少遗煤。
3.4.2煤层自然发火预测预报标志气体的优选[36～44]
3.4.2.1标志气体选择的依据
选择适当的标志气体是应用气体分析法进行煤自燃早期预报的前提，而适当的标志气体一般认为应具备以下几个基本特征：
（1）灵敏性。
当煤发生自热且煤温升高到一定程度时，该气体一定会出现，并随着煤温的升高其生成速率稳定增加；
（2）规律性。
在一定区域范围内的各煤样在热解时，出现该气体的最低温度基本相同，其生成速率的变化与煤温之间有较好的对应关系且重复性较好；
（3）可测性。
现有检测仪器能够检知并能满足检测要求。
除以上三个基本特征外，作为适当的标志气体还应具备以下两个特征，即：
煤吸附率低和风流中原始含量低。
煤吸附率低是为了保证不会因标志气体在流动过程中被煤大量吸附，而影响检测。
如抚顺老虎台矿煤层的气煤，由于对丙烷和乙烷的吸附能力强，若以此作为标志气体，很难保证预报精度。
风流中的原始含量低是指除煤自热外没有其它原因使风流含有所要采用的标志气体，以免对预测结果产生干扰。
如神东矿区的大柳塔矿，由于特殊的生产条件，即便没有煤自热，风流中也经常含有一定浓度的CO，显然这种情况下若仅以CO作为标志气体将不利于对自燃过程的准确预报。
除上述之外，在选择标志气体时还应注意对煤自燃解吸气体和煤自燃氧化气体加以区别对待。
自燃解吸气体是指原本就吸附于煤孔隙表面，因煤升温而解吸出来的气体，其主要成分是CH4和CO2，还有少量的烷烃气体。
煤自燃氧化气体是指煤和空气发生氧化作用分解出来的气体，包括CO、CO2、及CH4、C2H6、C3H8、C4H10、C2H4、C3H6、C2H2等烃类气体。
一般来说，烯烃和炔烃及一氧化碳是煤氧化反应产生的，它们的产生是直接与煤温和煤质相关的。
而CH4和CO2等既可能是由煤中解吸出来的，也可能是由于氧化产生的，它们的产生既受煤质和煤温的影响，也受煤对这些气体原始吸附量的影响，因而可能具有较强的区域性[56～58]。
在选择标志气体时必须针对具体矿（区）进行专门的实验研究，不能简单照搬其它矿（区）的结论。
3.4.2.2赵各庄矿标志气体的选择
赵各庄矿是一个百年老矿，自然发火严重。
该矿目前采用气体分析方法来进行自然发火的预测，但是对于用何种气体作为标志气体以及采用何种有效的预测手段，没有作过系统的研究，至今也不明确。
通过此次煤的氧化升温试验，将能够解决此问题。
附表1：
表1～9是实验所得数据。
同时为了更好地选择标志气体，还进行了格拉哈姆系数、链烷比、烯烷比的计算，结果如附表2：
1～9所示。
为了进一步的分析，把实验所得的九个煤样数据做成以温度为横坐标，各气体浓度或比值为纵坐标的曲线，各曲线图见附录A。
图3-3各煤样CH4浓度与煤温关系
（1）甲烷：
赵各庄矿是一个高瓦斯矿井，在生产过程中，始终能检测到甲烷（CH4）的存在，矿井中的甲烷气体主要是在成煤时期吸附形成的，所以低温时甲烷气体主要是解吸产物。
随着煤温度的升高，空气中的氧与煤发生氧化反应生成甲烷，由图3-3可以看出，各煤样甲烷生成量总的趋势是增加的，但在此过程中很难分辨出甲烷是煤氧化产生物还是煤脱附产物，所以在这里不把甲烷作为标志气体。
（2）一氧化碳（CO）：
赵各庄矿近几年的气样检测表明了在正常生产中，井下没有发现CO的存在，只是在煤层中出现了高温点时，才检测出了CO。
说明了CO主要是煤自燃氧化的产物，并对煤的自燃氧化表现了很高的灵敏性。
通过此次对所采九个煤样的气样分析，如图3-4，也可以看出CO的含量随温度的升高，表现出了极强的规律性，有着良好的指数对应关系。
所以，CO可作为该矿的标志气体。
图3-4各煤样CO浓度与煤温关系
（3）二氧化碳（CO2）：
由图3-5可以看出，CO2的含量随温度升高总体上呈现上升趋势，且变化趋势与CO基本相同，都5是在180℃以后，浓度发生急剧变化。
但是CO2易受井下外界环境的影响。
井下风流中的CO2、炮眼中的CO2、以及井下酸性水与碳酸盐的反应生成的CO2，都会使得无法判别气样中的CO2是否是由煤氧化产生的。
因为CO2变化趋势与CO相同，所以在检测CO的同时，可以检测CO2，并根据它的浓度变化，对CO的预测结果加以印证，但不能把它作为标志气体。
图3-5各煤样CO2浓度与煤温关系
（4）烷烃：
除了甲烷气体，在赵各庄矿日常气样检测报告中，都没发现其它烷烃的存在。
在这次的煤的氧化升温试验中，各个煤样在煤温达到100℃左右时，开始出现乙烷（C2H6），随煤温的升高，有的煤样还出现了丙烷（C3H8）和丁烷（i-C4H10和N-C4H10）。
由曲线图3-6可以看出，乙烷的出现及其随温度变化，表现出了很强的规律性，而丙烷和丁烷只是某些气体偶然可见，不符合作指标气体的要求，所以只选用已烷作为标志气体。
（5）烯烃：
此次氧化试验中，共检测出了两种烯烃：
乙烯（C2H4）和丙烯（C3H6）气体。
由所得数据和作图曲线分析，乙烯（C2H4）的出现及浓度随温度变化出现了很强的规律性。
乙烯（C2H4）与煤温之间的关系明确而又简单，环境条件对乙烯产生的影响又小，所以采用乙烯作为标志气体。
而丙烯在各煤样出现的温度差别较大，规律也不明显，所以不选用作为标志气体。
图3-6各煤样C2H6浓度与煤温关系
图3-7各煤样C2H4浓度与煤温关系
（6）格拉哈姆系数（CO/ΔO2）：
由曲线图3-8可以看出，格氏系数（CO/ΔO2）随煤体温度的升高呈现先升高再降低的趋势，并且在180℃左右急剧增加，表明CO的浓度大大增加，氧化加剧。
在200℃左右达到最大值，随后随温度增加而下降，说明部分的CO与O2反应生成了CO2，所以使得CO/ΔO2的值降低，也进一步说明了煤的氧化程度加剧。
但是在实际生产中，O2的变化比较复杂，所以不能把它作为标志气体。
（7）链烷比：
在试验过程中，只有甲烷和乙烷稳定地出现，可用的链烷比指标只有C2H6/CH4。
由曲线图3-9可以看出，各个煤样的C2H6/CH4-温度曲线所表现的规律不是很明显，波动较大，又因为该矿是高瓦斯矿井，CH4的性质无法确定，所以这里不选用C2H6/CH4作为标志气体。
图3-8各煤样CO/ΔO2与煤温关系
图3-9各煤样C2H6/CH4与温度关系
（8）烯烷比（C2H4/C2H6）：
因为乙烯和乙烷都随煤温的升高表现了很强的规律性，经作图分析，如图3-10，C2H4/C2H6指标与煤氧化升温过程有着良好的对应关系，而且该指标能够消除风流的影响，因此采用该指标作为该矿的标志气体。
图3-10各煤样C2H4/C2H6比值与煤温关系
3.4.2.3各标志气体与煤温的变化关系
通过对实验数据作图分析，适合于赵各庄矿煤炭自然发火早期预测预报的标志气体为CO、C2H6、C2H4和C2H4/C2H6。
一般认为煤的自燃氧化过程分为三个阶段：
缓慢氧化阶段、加速氧化阶段和激烈氧化阶段。
下面就各标志气体随煤温变化关系进一步详细研究，并给出三个氧化
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