俄罗斯k4焦煤什么意思

一，你讲的高低卡值是指按发热量的高低分类区分呢？如下

煤炭发热量分级 GB/T15224.3-94

时间：2005-9-29 16:39:14 编辑：煤炭网

主题内容与适用范围

本标准规定了煤炭按收到基低位发热量（Qnet,ar）范围分级及其命名。

本标准适用于动力用煤和民用煤。

煤炭发热量分级

煤炭发热量按下表进行分级：

序号 级别名称 代号 发热量（Qnet,ar）范围，MJ/kg

1 低热值煤 LQ 8.50～12.50

2 中低热值煤MLQ 12.51～17.00

3中热值煤 MQ17.01～21.00

4 中高热值煤MHQ 21.01～24.00

5 高热值煤 HQ 24.01～27.00

6 特高热值煤SHQ >27.00

注：煤田地质勘探系统在按发热量分级时，可采用全水分（Mt）进行计算。

二，你是讲按煤的发热量的名称分类吗？如下

煤的各种发热量名称的含义( y' W, [) F7 m

a.煤的弹筒发热量（Qb）

7 ^0 h' K4 g4 a4 I$ w4 p煤的弹筒发热量，是单位质量的煤样在热量计的弹筒内，在过量高压氧（25～35个大气压左右）中燃烧后产生的热量（燃烧产物的最终温度规定为25C）。

( k8 }) Q/ }&^' CO7 C由于煤样是在高压氧气的弹筒里燃烧的，因此发生了煤在空气中燃烧时不能进行的热化学反应。如：煤中氮以及充氧气前弹筒内空气中的氮，在空气中燃烧时，一般呈气态氮逸出，而在弹筒中燃烧时却生成N2O5或NO2等氮氧化合物。这些氮氧化合物溶于弹筒税种生成硝酸，这一化学反应是放热反应。另外，煤中可燃硫在空气中燃烧时生成SO2气体逸出，而在弹筒中燃烧时却氧化成SO3，SO3溶于弹筒水中生成硫酸。SO2、SO3,以及H2SO4溶于水生成硫酸水化物都是放热反应。所以，煤的弹筒发热量要高于煤在空气中、工业锅炉中燃烧是实际产生的热量。为此，实际中要把弹筒发热量折算成符合煤在空气中燃烧的发热量。

Z3 ~0 t' |+ N8 }5 P' h3 R, ^b.煤的高位发热量（Qgr）

2 Q" z: J2 @+ O1 \- Z r煤的高位发热量，即煤在空气中大气压条件下燃烧后所产生的热量。实际上是由实验室中测得的煤的弹筒发热量减去硫酸和硝酸生成热后得到的热量。# J! P2 j* t- J" \+ S! z' \

应该指出的是，煤的弹筒发热量是在恒容（弹筒内煤样燃烧室容积不变）条件下测得的，所以又叫恒容弹筒发热量。由恒容弹筒发热量折算出来的高位发热量又称为恒容高位发热量。而煤在空气中大气压下燃烧的条件湿恒压的（大气压不变），其高位发热量湿恒压高位发热量。恒容高位发热量和恒压高位发热量两者之间是有差别的。一般恒容高位发热量比恒压高位发热量低8.4～20.9J/g,实际中当要求精度不高时，一般不予校正。

2 { d% U* U: G+ rc.煤的低位发热量（Qnet）

# T4 a% f" b1 b8 ]" T! I" R煤的低位发热量，是指煤在空气中大气压条件下燃烧后产生的热量，扣除煤中水分（煤中有机质中的氢燃烧后生成的氧化水，以及煤中的游离水和化合水）的汽化热（蒸发热），剩下的实际可以使用的热量。5 @' z% H3 F( D! g4 E{+ c

同样，实际上由恒容高位发热量算出的低位发热量，也叫恒容低位发热量，它与在空气中大气压条件下燃烧时的恒压低位热量之间也有较小的差别。3 W8 `9 ~+ H/ W8 Z- {" QT

d.煤的恒湿无灰基高位发热量（Qmaf）

. j+ M/ t! L3 H, R2 d6 a恒湿，是指温度30C，相对湿度96%时，测得的煤样的水分（或叫最高内在水分）。煤的恒湿无灰基高位发热量，实际中是不存在的，是指煤在恒湿条件下测得的恒容高位发热量，除去灰分影响后算出来的发热量。' j* i+ D+ [! }&~+ u: F3 s

恒湿无灰基高位发热量是低煤化度煤分类的一个指标。5 ?+ } a( H$ _

凤凰山煤矿是一座年设计生产、洗选能力为400万吨的特大型现代化矿井，距晋城市区约10公里，位于白马寺森林公园北麓，处在优质无烟煤资源储量丰富的沁水煤田东南边缘。矿区铁路专用线与太焦线相连，太洛公路从矿区东侧通过，交通便利。

凤凰山煤矿井田地质构造简单，煤质较硬，煤种为无烟煤，主要产品九级洗中块曾获国优银牌奖、“全国用户满意产品”称号，其它产品也分别获省优、部优奖，是化工冶金、建材、电力行业和民用的优质原料和燃料，畅销国内二十多个省市，远销韩国、日本、土耳其和东南亚等国家和地区。

凤凰山矿始建于1965年，原设计生产能力150万吨，1970年简易投产，1981年达到设计能力，1987年进行改扩建，1991年底完成改扩建工程，1996年产量达400万吨，采掘机械化程度达100%。

经历了从普采到综采，特别是2003年引进国际最先进的德国DBT全自动刨煤机采煤设备以来，连续实现稳产高产，创造了日产11650吨的全国同类设备最高记录，为凤凰山矿薄煤层开采注入了新的动力。

井下建有完善的运输信集闭系统、瓦斯数字化监测监控系统、井下人员定位考勤系统等安全保障设施，全力推行质量、环境、职业健康安全一体化管理体系管理，安全生产良性发展。

参考资料：百度百科-山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司凤凰山矿

阳泉市上社煤炭有限责任公司

一、矿井概况

阳泉市上社煤炭有限责任公司属国有股份制企业，位于阳泉市盂县南娄镇北上社村，距盂县城12公里。矿井于1990年7月份开工建设，2000年9月份验收投产，设计能力为45万t/a。2008年经过技术改造后，生产能力提升为150万t/a。矿井井田位于沁水煤田盆地边缘东段，盂县边缘翘起带南侧，东西长5.5公里，南北宽3.8公里，井田面积为13.84平方公里。井田内共有6#、8#、9#、12#、15#五层煤，煤层倾角为3～5º，局部最大14º。现开采9#煤和15#煤，9#煤成煤地质年代为下二迭纪山西组，平均厚度为3.48m。15#煤成煤地质年代为石碳纪太原组平均厚度为5.7m。煤质为贫瘦煤，发热量为5000大卡以上，主要用途供电厂作燃料使用。矿井地质储量15450万t，可采储量为10340万t。

矿井采用斜井开拓方式，井下采用盘区式开采布置，现有主斜井、副斜井和回风斜井三个井井筒，分两个生产水平布置。970水平开采9#煤，880水平开采15#煤。采煤方法为倾斜长壁式开采，采煤工艺为综合机械化采煤。矿井通风方式为中央并列式，现有进风斜井两个，回风斜井一个。风井安装BDK60-8-NO30型对旋轴流式主通风机二台，一台运行，一台备用。主通风机工作方法为负压抽出式，矿井总进风量为11310m3/min, 总回风量为11430m3/min。井下各采掘工作面全部实现了分区独立通风。

矿井地面建有监控中心站，安装了KJ90—NB矿井瓦斯监控系统，主机实现了双备份，具有报警、断电、馈电、故障闭锁、防雷、不间断电源等，实现了安全行业标准规定的所有功能。井下安装有甲烷、风速、温度、一氧化碳、风门、开停、烟雾、负压等各类传感器，实现了对井下全天候、全方位、全时段监测监控。2009年建设安装了一氧化碳束管监测系统，安装了KSS—200型煤自燃火灾束管监测系统，实现了对采空区自燃火灾的有效监测监控。

矿井瓦斯赋存情况：矿井瓦斯储量为454180万m3，可抽量为136246万m3。其中15#煤层瓦斯含量为11.59m3/t，瓦斯储量为112790万m3，可抽量为33840万m3。

矿井瓦斯抽采系统：建有地面瓦斯抽放泵站，安装三台水环真空泵，一号泵型号为2BEC42-420，功率185KW，最大抽速130m3/min；二号泵型号为2BEC52，功率250KW，最大抽速200m3/min；三号泵型号为2BEC67，功率500KW，最大抽速416m3/min。抽采主管采用∮800mm、∮600mm、∮380mm三趟主管，分别布置在回风斜井内。现对9205综采面上邻近层、15101综采面上邻近层、15102工作面本煤层瓦斯进行抽放。上邻近层抽放钻孔为∮200mm顶板穿层钻孔，本煤层预抽钻孔为∮120mm平行煤层钻孔，15101采空区瓦斯采用预先埋管抽放。

2009年度的瓦斯观测报表显示：本煤层抽放泵工作负压为136㎜Hg，节流463㎜H2O，瓦斯浓度17%，抽放量13.78m3/min；邻近层抽放泵工作负压为217㎜Hg，节流5㎜H2O，瓦斯浓度44%，抽放量20.84m3/min。平均抽放量为28.82m3/min。矿井日平均抽放量为4.15万m3，年度累计抽放瓦斯1610万m3。

二、15#煤层瓦斯压力参数测定情况：

为了实现15#本煤层的预抽放工作，减少开采过程中的瓦斯涌出，我们与重庆煤科院合作，对15#煤层瓦斯压力等参数进行了测定。瓦斯基本参数的测定工作共施工钻孔6个，采取2个煤样、2个钻孔瓦斯气样进行实验室测定，所测参数能够代表测定范围内煤层的瓦斯基本参数。通过对测定数据的分析，得出如下结论：

1、煤层原始瓦斯压力为0.28—0.53MPa，取0.53MPa作为本次测定区域的瓦斯压力值。

2、煤层原始瓦斯含量为8.91—11.59m3/t，取11.59m3/t作为本次测定的瓦斯含量值。

3、百米钻孔瓦斯流量为0.1032—0.1133m3/（min•hm），钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0221—0.2354d-1，透气性系数为0.3429—2.3950m2/（MPa2•d）。

4、通过所采取钻孔气样的实验室分析数据得出：此次测定区域内的15#煤层处于甲烷带。

5、瓦斯放散初速度△P为25—32，煤的坚固性系数为0.57—0.61，孔隙率为2.72—5.92%。

6、从整体上看测定区域内15#煤层属于可抽放煤层，但是由于影响煤层瓦斯赋存的因素较多，瓦斯赋存存在区域性差异。

三、15102工作面基本情况：

15#煤15101工作面是15#煤首采工作面。在15101工作面回采过程中，经抽放瓦斯后，回风顺槽瓦斯浓度仍在1%左右，尾巷瓦斯浓度2.3%左右，由此可见，瓦斯是制约15#煤回采工作面生产能力提高的主要因素。如何降低煤层瓦斯含量，减少在开采过程的影响，做到安全生产，是摆在我们面前的主要问题，为此，我们通过参观学习，并购置设备，开始了对15102综采工作面进行预抽。15102综采工作面沿煤层顶板平行布置三条顺槽巷道分别为：进风运输顺槽、回风顺槽和外错瓦斯尾巷，通风系统构成为一进二回UL型。工作面倾斜长度130m，走向长度1000m，采高平均5.2m，是15#煤第一个一次采全高的综采工作面。工作面南部为15101工作面，北部为15104工作面，西部为扩一区补轨道巷，东部为矿界。工作面回风巷与外错尾巷间煤柱为20m，且之间每30～50m有一横贯。根据柱状，15#煤上平均约36.6m为厚度为1.3m的12#煤，15#煤层上临近层13#煤层、K3石灰岩、12#煤层、K4石灰岩瓦斯赋存丰富，工作面开采过程中会有大量瓦斯涌出。

瓦斯涌出情况：综采工作面瓦斯涌出量主要由本煤层瓦斯、上邻近层瓦斯和采空区瓦斯三部分组成。根据2009年矿井瓦斯等级鉴定结果，绝对瓦斯涌出量为118.93m3/min，相瓦斯涌出量为59.21m3/t。 瓦斯涌出量所占比例：回采工作面瓦斯涌出量占矿井涌出总量的71.1%，掘进工作面瓦斯涌出量占矿井涌出总量的13.5%，采空区瓦斯涌出量占矿井涌出总量的15.4%。

四、15102本煤层瓦斯预抽采情况：

1、钻孔布置方式：15102工作面本煤层预抽采钻孔布置在15#煤层中，预抽钻孔施工在进风顺槽掘进73m后、回风顺槽掘进83m后，由外向里沿巷道掘进方向分别在进、回风顺槽距巷道底板1.5m高度间隔1.5m布置一个成孔∮120mm本煤层预抽钻孔，瓦斯预抽放钻孔垂直于顺槽且平行于开切眼方向布置，钻孔深度80～100m。∮350mmPE抽放主管沿巷道顶板悬吊，铺设长度各1000m，钻孔用∮90mm、长度6m的PE封孔管加聚氨脂封孔，每隔4个钻孔共用一个集气装置，用高压胶管连接钻孔与集气装置，然后连管抽放。

2、钻孔钻具选择：钻机采用江苏中煤矿山设备有限公司生产的CMS1-6200/80型煤矿用深孔钻车进行施工。煤矿用深孔钻车是新一代履带行走的探水、探瓦斯、探断层、放顶、注水等的钻孔设备。主要用于煤层的掘进工作面有防突措施要求的软岩或煤层中实施密集形钻孔，也适用于地表工程施工。该设备具有结构紧凑、操作灵活、机动性好、全断面作业、安全性能好、一机多用等特点，配套普通扩孔钻头等钻具还可进行回转钻进。CMS1-6200/80型可用于施工深度650m以下的大直径钻孔。钻杆采用∮98mm螺旋钻杆，杆长1.5m，钻头∮115mm，成孔后孔径∮120mm。

3、投入资金情况：购置钻机型号为CMS1-6200/80型钻机三台，每台价格130万元，共计390万元；∮350mmPE抽放主管2000m，投入155万元；施工钻孔工程量计111500m，包括接管和封闭钻孔人工费为8.8元/米，共投入98万元；封孔管材料投入资金约合26万元连接件材料投入资金108万元；使用螺丝、螺母、管垫投及其它资金8万元；工程投入资金共计为785万元。

4、施工方法：

（1）钻孔施工：预抽钻孔施工作业点设置在进、回风顺槽回风横管以外的负压通风范围内，待进风顺槽掘进73m后、回风顺槽掘进83m后，安装钻机开始施工，施工顺序由外向里，沿巷道掘进方向分别在进、回风顺槽距巷道底板1.5m高度、间隔1.5m施工本煤层预抽钻孔，钻孔施工采用三班制作业，每班每台钻机安排4人，正常情况每班每台钻机一个班可以施工一个钻孔，孔深80～100m。单巷布置两台钻机施工时，间距200m以上。

预抽放钻孔工程施工于2009年6月30日先在15102工作面回风顺槽掘进83m后开始，进风顺槽钻孔施工于2009年7月8日巷道掘进73m后开始，由外向里依次进行，进、回风顺槽各有一台钻机进行钻孔施工，后由于回风顺槽遇构造，施工进度较慢，又增购一台钻机，回风顺槽钻机施工于12月28日完工，共施工钻孔564个，进风顺槽钻孔施工于2010年1月15日完工，共施工钻孔574个，两顺槽共施工钻孔进尺102420m，现已全部连管抽放。

（2）封孔及连接管路：进风顺槽封孔574个，回风顺槽封孔564个，全部采用聚氨脂按比例分三处包在封孔管上进行封孔，以避免漏气现象。两顺槽共连接管路2000m。现已全部安装完成。

5、抽采效果：15102本煤层钻孔预抽采用随钻孔、随封孔、随抽放，由抽放观测工每天观测一次节流、负压、瓦斯等参数，并填写汇总表，及时掌握了每天的抽放数据。经过一段时间的抽放，两趟本煤层抽放管中瓦斯浓度逐步上升，瓦斯抽放量也达到了本矿自进行本煤层瓦斯抽放的最高数值，并逐步趋于稳定，达到了本煤层抽放的最好效果。为了掌握个别钻孔瓦斯情况，安装了单孔观测装置，其中进风安装了4套，回风安装了3套，抽采瓦斯浓度最高均在90%左右。经过探索分析，钻孔瓦斯应经历上升期、稳定期和衰减期。钻孔抽放最初为上升期，进风顺槽抽采管路瓦斯浓度6%，抽采纯量0.88m3/min，回风顺槽抽采管路瓦斯浓度6%，抽采纯量1.25m3/min；钻孔抽放中期（即现在）为稳定期，进风顺槽抽采管路瓦斯浓度35%，抽采纯量4.51m3/min，回风顺槽抽采管路瓦斯浓度40%，抽采纯量5.22m3/min。现在矿井抽采纯量为19m3/min，其中15102本煤层两趟抽放管抽采纯量就已达到9.7m3/min，占到了矿井瓦斯抽放量中不小比例，按此计算，15102本煤层日抽放量可达到1.4万m3，月抽放量为42万m3。

6、存在问题及注意事项：

（1）钻孔施工与巷道掘进平行作业，钻场布置在掘进巷道，影响掘进队进料，钻孔过程碎煤运输受到掘进皮带机开停限制，钻孔中涌出的瓦斯造成巷道瓦斯浓度升高等。

（2）钻孔间距1.5m，钻孔工程量大。

（3）因煤层倾角变化大，常造成钻孔施工时，钻入顶板或底板情况，达不到设计钻孔深度。

（4）采掘衔接紧张，预抽放时间较短，总体抽放量受到限制。

以上是我们在15#煤层瓦斯预抽放方面的一些基本的探索性的做法，这项工作可以说是刚刚起步，技术方面不太成熟，工作中还存在许多问题和不足，我们将继续努力，坚持把煤层瓦斯预抽放工作做的更好，彻底根治矿井瓦斯隐患。

附：1、15102工作面预抽放钻孔抽放效果统计表

2、15102工作面预抽放钻孔布置图

3、15102工作面预抽放钻孔连接图

二〇一〇年二月

附1

15102工作面预抽放钻孔抽放效果统计表

抽放

期间 地 点 钻孔编号 负压

mmH2O 流量

mmH2O CH4

% 纯瓦斯量m3/min

上

升

期 15102进风 主管 300 3 6.00 0.88

61# 240 9 10.00 0.04

184# 180 6 8.00 0.02

263# 280 8 11.00 0.04

445# 200 7 8.00 0.03

15102回风 主管 300 6 6.00 1.25

69# 265 12 11.00 0.05

161# 190 10 9.00 0.03

305# 270 9 12.00 0.04

稳

定

期 15102进风 主管 34 2 35.00 4.51

61# 22 2 95.00 0.21

184# 18 2 90.00 0.19

263# 21 2 95.00 0.21

445# 15 2 88.00 0.18

15102回风 主管 37 2 40.00 5.22

69# 20 3 90.00 0.23

161# 15 3 95.00 0.25

305# 30 3 90.00 0.23

磁探测法的实质是，煤层上覆岩石中一般含有大量的菱铁矿及黄铁矿结核，煤层自燃时，上覆岩石受到高温烘烤，其中铁质成分发生物理化学变化，形成磁性物质，并且保留有较强的磁性。烘烤后的上覆岩石的磁性随自燃温度升高而增强。早在60年代我国西北各省就用磁法结合电法勘探煤田火区，取得了一定成果。印度也利用此法确定Jharia煤田的自燃火灾区域范围，得到了十分满意的效果。俄罗斯、乌克兰也曾用此法确定煤田自燃火区范围。从这一方法的实质和目前应用的情况看，磁探测法主要用于煤田火区，而对于生产矿井自燃高温的探测应用较少，这主要是因为：①当自燃火源温度小于400℃时和烘烤时间短时，上覆岩石或煤层中就不能形成较高的磁性；且对于生产矿井而言，要处理的是煤自燃高温区域，自燃煤温较低和烘烤时间短，这样用磁法探测的效果并不理想；②对于生产矿井，井下高温区域周围铁性物质多,磁探测法则无法有效使用。③煤层顶底板和煤中分布的铁质结核不均匀，给磁测法探测自燃火区带来一定困难。

2.2 电阻率探测法〔2〕

正常情况下，埋藏于地下的煤层，沿走向（或其它方向）因其结构状态和含水性变化不大，电阻率基本保持不变。但当煤炭自然发火后，煤层的结构状态和含水性发生较大变化，从而引起煤层和周围岩石电阻率的变化。在自燃的初期，电阻率会下降；在自燃后期，由于煤较充分燃烧，其结构状态发生较大变化，水分基本蒸发掉，表现为较高的电阻率。因此，可根据观测结果比较未自燃区和自燃区的变化情况，判断自燃区域的位置，这就是电阻率法探测自燃发火区域位置的原理。由于煤在自燃的初期，煤电阻率的变化不明显，致使电阻率探测法的探测精度受限；加之井下杂散电流多，用于井下高温区域的探测比较困难，目前国内外多用于露天开采和煤层露头自燃火源的探测。

2.3 气体探测法

煤自燃在不同的温度，其产生的气体种类和浓度是不同的；故根据气体种类和浓度，依次判断煤的自燃温度，并据气体浓度梯度大致确定高温区域的范围。气体确定高温区域范围可在井下或地面进行。

2.3.1 井下气体探测法

通常称为气体分析法，是目前国内外广泛应用的煤炭自燃的预测预报方法。对某矿当煤质一定时，其煤自燃生成的气体组分与温度有一定规律，用仪器或束管监测系统检测煤自燃释放的气体，以确定煤的氧化温度和煤炭自燃区域的可能范围，但它无法知道煤炭自燃的位置和发展变化速度，并且易受井下通风因素的影响。

2.3.2 地面气体探测法

由于煤炭自燃火源区域与地面存在一定的压差和分子扩散，使自燃火源向地面有着气体流动，而在地表层中产生一些有代表性气体是从煤炭自燃点垂直方向放射的，据此在地面可布置测点测量，来判断火源点大致位置。这种方法对于煤层埋藏较深，气体不能扩散至地面，且气体向上运移发生物理化学变化时，就无法使用。

2.4 氡气探测法

氡气探测是一种放射性探测方法，它兼有物探和化探的特点。它的原理是煤层自燃后，随煤温升高，氡气浓度上升，在地面布置观测点，应用α卡法、210Po法等，收集并测量氡气浓度，依此判断火区位置。国内山西矿业学院用此法在地面探测煤矿地下火源，并在古交北沟矿、潞安矿务局石圪节矿进行了成功应用，从应用情况来看，这种方法目前只在地面使用，自燃温度一般超过200 ℃；且用氡气量值也无法判断自燃的燃烧程度及其温度。

2.5 煤炭自燃温度探测法

2.5.1 测温仪表与测温传感器联合测温法

这是目前国内外最为广泛应用的一种方法，兖州矿区东滩煤矿也采用此法测量煤温。据探测地点不同分为地面探测和井下探测。

（1）地面探测法〔3〕。在自燃火区的上部利用仪器探测热流量或利用布置在测温钻孔内的传感器测定温度，根据测取的温度场用温度反演法来确定自燃火区火源的位置。这种方法常用于火源埋藏深度浅、火源温度高，已燃烧较长时间的火区。波兰、俄罗斯曾应用此法探测煤层露头的自燃火区范围，探测深度在30～50 m。

（2） 井下探测法〔4〕。此种方法是把测温传感器预埋或通过钻孔布置在易自燃发火区域(采空区和煤层内)，根据传感器的温度变化来确定高温点的位置、发展变化速度，这种方法受外界干扰少，测定准确，煤温只要升高，传感器位置合适，就能有效探测。这是目前井下准确的探测方法。山东矿业学院已成功地开发了适于井下应用的MKT-Ⅰ，MKT-Ⅱ和MKT-Ⅲ（自动监控）电脑型测温仪，此仪器的最大特点是测定准确，和测定距离长度无关。东滩煤矿应用此法在井下进行了成功的探测。由于测温及时、准确，为高温点的消除起到了积极的作用。

（3） 测温仪表与测温传感器联合测温法的缺陷。尽管此种探测法测定准确、可靠，弥补了上述一些探测方法的不足，但它本身也存在一些问题值得研究：①传感器的布置是探测自燃高温区域的关键，数量、位置准确，就能有效控制自然区域高温点；但这些布置参数受煤体温度场传导速度的限制，由于煤的导温系数较小，要想测取煤体温度，控制自燃位置，就要布置一定数量的传感器；②测温钻孔：要测取煤体温度，就必须在煤体内布置测温传感器，因而就需要测温钻孔，增加了工作量。

2.5.2 红外探测法〔5，6〕

在国内外这一方法已较广泛用于地面煤堆自燃和井下煤炭自燃火源的探测。探测仪器有红外测温仪和红外热成像仪，应用最多的是红外测温仪。俄罗斯采用红外测温仪，美国采用红外测温仪和热成像仪探测煤壁和煤柱自燃温度；国内兖州、开滦、徐州等矿区采用红外测温仪测定井下煤壁温度。红外测温仪是测取点温，红外成像仪是扫描成像测取温度。在国内，红外热成像仪井下没见应用，而在煤田地质调查、地震预报、地下水探测、岩突、岩爆等方面得到了应用。隧道和巷道内由岩石的应力引起的表面0.2 ℃左右的温度变化就可被测到，从而可分析引起灾害的程度。

红外探测法的实质是自然界的任何物体只要处于绝对零度(0 K)之上，都会自行向外发射红外线。其发射能量如下式

E=εαT4 (1)

式中 ε——辐射系数，其值为0＜ε＜1，岩石和煤体一般为0.7～0.98，辐射系数受物体化学组 分、表面状态、内部结构、含水量、孔隙度等影响；

α——斯蒂芬-玻尔兹曼常数，5.67×10-12 cm2.K4；

T——物体的绝对温度，K。

从式(1)可看出，物体的温度越高，辐射能量就越大，红外测温仪器接受辐射量而转换的辐射温度就越高，因此就可利用红外测温仪器对温度的高分辨率来探测井下巷道自燃位置。

在通常情况下，自然界的红外辐射区域是362K(89℃)至207K(-66℃)，即波长在8～14 μm的大气窗口区域内。 红外技术是探测物体表面的红外辐射温度，它不同于物理温度，物体表面的红外辐射温度取决于物体表面物理温度及其物体的物质成分、含水量、表面粗糙度、颗粒大小、孔隙度、热惯量(比热、热传导率、比重)等诸多因素；这些因素的任一项微小变化，都会引起红外辐射温度的变化。因此，在排除干扰因素后，提取同种物质的温度变化异常信息是至关重要的。

红外热成像仪类似于摄像机,它将镜头视场内景物的红外辐射温度场(25°×20°的景物)，通过锗透镜聚焦到红外敏感原件上(单点扫描式、线阵或面阵排列),转换成电信号，经电路放大、模/数转换、记录并显示，当然还得有一套复杂的处理软件，其结果通常将其视为景物的温度图像，现以TVS-600热像仪为例，在热像仪距景物2 m时，摄得景物面积为：2×tan25.8°=0.97 m(水平方向), 2×tan19.5°=0.71 m(垂直方向)，在0.97 m×0.71 m内又有320×240个像点，每个像点的面积为2.8 mm×2.8 mm，就是说只要有7.84 mm2面积的热异常(大于0.15℃)就能被发现。而煤壁总有一些微裂隙，微气孔的热传导、热对流和热扩散，使表面局部产生温度变化，从而观测到红外辐射温度异常，故利用红外热成像仪准确探测自燃高温区域成为可能。关键在于如何通过温度异常来诊断自燃高温点。

另外，非致冷的面阵探测器(红外敏感元件)是当今红外科学发展的新贡献，它给行业使用带来了方便，就不需要如液氮等致冷液体、气体或压缩机(小型循环致冷)，同时减少了噪声、耗电量和重量。

区内含可采煤层一层5号煤层，局部可采煤层4层，3号、4号、6号、10号煤层。按其稳定程度，5号煤层及大峪河以东4号煤层确认为较稳定煤层，3号、6号、10号煤及大峪河以西4号煤层确认为不稳定煤层，其特征、变化及原因分析分述如下:

2.2.2.13号煤层

位于山西组中部K※及K4标志层之间，由2～4个单层组成，各单煤层薄而不稳定。该煤层，以大峪河为界详查区西部发育，一般3～4个单层，其间距不大，在1m左右，最上一层在安里一带可采，其余各单层一般不可采。东部不发育，仅合阳以北零星地区，有1～2个单层，不可采，间距较大，一般在8m左右。3号煤层属河间湖沼区及河漫区沼泽化成煤，因范围较小，沼泽化不普遍，又多受洪水泛滥影响，故煤层不稳定，分布亦不普遍。

董家河煤矿3号煤层煤厚度等值线图见图2.2。董家河煤矿3号煤层煤厚频率分布直方图如图2.3所示。董家河煤矿3号煤层厚度分级统计表见表2.2。

表2.2 董家河煤矿3号煤层厚度分级统计表

2.2.2.24号煤层

位于山西组之下部，K4及K4－1标志层之下。以大峪河为界，详查区东、西部煤层特征迥然不同西部与5号煤层的间距不大，仅1m左右，煤层一般在1m之内，有一夹矸层，为一不稳定不可采煤层东部与5号煤层间距稍大，一般5m左右，其间常发育一层厚1～3m的细、中粒砂岩，煤层大部可采，无夹矸层，灰分及硫分均低，为一较稳定的可采煤层。两区的4号煤层在各自的范围内对比可靠，但两区之间因受底板沉积环境差异影响，岩性及厚度有一定变化，相互对比存在一定困难。

图2.2 董家河煤矿3号煤层煤厚度等值线图

图2.3 董家河煤矿3号煤层煤厚频率分布直方图

2.2.2.35号煤层

赋存山西组之底，整个煤系之中部，稳定的K3标志层之上，厚度稳定且可采，并呈近南北向分带，厚薄相间分布。区内安阳、合阳一带煤厚最厚，最厚点CH165孔为10.54m，西河一带因其上的K4砂岩冲刷，厚度减小，如CH31孔煤厚1.55m，CH126孔煤厚2.74m，水3孔煤厚2.57m，大峪河一带因分叉及下分层尖灭，致使煤层不可采。结构较复杂，夹矸1～4层。5号煤层按其特征及在自然伽马曲线上的形态，可分为4个分层，自下而上命名为A，B，C，D分层，现分述如下:

1)A分层:厚度变化较大，在0～1.5m以上。灰分西部高而东部低，西部在15%～25%，东部在15%左右，硫含量在该煤层中最高，多为有机硫。煤岩类型为中国地质科学院张毓爽等分类中的暗亮煤及亮暗煤，镜质组含量较高，在安里一带有1～2层不稳定的夹矸层。

2)B分层:位于5号煤层中部，由一较稳定夹矸层及其上、下一段劣质煤组成，岩性多为碳质泥岩。厚度较稳定，多在0.3～0.8m之间，但在大峪河地区增厚并相变为滞水沼泽相细粉砂岩，将5号煤层分为相距较大的单独煤层。

3)C分层:位于5号煤层上部，为全煤层中煤质最佳的一个分层，原煤灰分在15%以下，显微煤岩类型多为暗亮煤，镜质组达65%，厚度稳定，一般为1.5～2.0m。在其底部带有一层含碳酸钙的夹矸层。

4)D分层:位于5号煤层最上部，厚度变化较大，多有薄而不稳定夹矸层存在，灰分较高，有较多的结核状、薄膜状次生黄铁矿夹于其中。底部与C分层分界处发育一稳定夹矸层，其岩性为细粉砂岩及砂岩泥岩。

董家河煤矿5号煤层煤厚频率分布直方图如图2.4所示。董家河煤矿5号煤层煤厚度等值线图见图2.5。董家河煤矿5号煤层厚度分级统计表见表2.3。

图2.4 董家河煤矿5号煤层煤厚频率分布直方图

表2.3 董家河矿5号煤层钻孔煤厚分级统计表

2.2.2.46号煤层

位于太原组顶部，标志层K3－1为其直接顶板，层位稳定，但厚度有一定变化，详查区西部大部不可采，并常为碳质泥岩，东部较发育，在25～34勘探线及西卓子以东一带出现大片可采地段。结构简单，煤质尚好，为一局部可采的不稳定煤层。

2.2.2.510号煤层

位于太原组中部，K2下分层石灰岩为直接顶板，全区发育，但厚度变化大。以大峪河为界，详查区东、西部10号煤层特征各异，形成两种类型煤层。西部类型，厚度及结构变化较大，且无明显规律，特厚煤点孤立、零星出现，有1～3层夹矸，不可采区与可采区参差分布东部类型，厚度薄而稳定，有3～4个分层，一般均不可采。上述东、西差异是由沉积环境不同造成的，当时该区地势西高东低，沉积范围随时间推移，不断由东向西扩展。东部接受沉积较早，在10号煤层形成之前已有一旋回沉积，其沉积基底较平坦，煤层薄而稳定西部接受沉积较晚，10号煤层形成之前未接受沉积，直接发育在起伏很大的岩溶地形之上，地形夷平中的搬运作用很大程度影响泥炭堆积，造成很大成分的异地堆积，因而厚度变化大，结构复杂，煤层底部煤质较差。

图2.5 董家河煤矿5号煤层煤厚度等值线图

董家河煤矿10号煤层煤厚频率分布直方图如图2.6所示。董家河煤矿10号煤层煤厚度等值线图见图2.7。董家河煤矿10号煤层厚度分级统计表见表2.4。

图2.6 董家河煤矿10号煤层煤厚频率分布直方图

表2.4 10号煤层钻孔煤厚分级统计表

澄合详查区煤层特征如表2.5所示。

作用：主焦煤主要用于冶炼钢铁，主焦煤是变质程度较高的烟煤，也是炼焦生产的主要用煤之一；单独炼焦时，生成的胶质体热稳定性好，所得焦炭的块度大、裂纹少，强度高。

G值是指：粘结性，煤在干馏时粘结其本身或外加惰性物质的能力。

Y值是指：胶质层最大厚度，烟煤胶质层指数测定中利用探针测出的胶质体上、下层面差的最大值。

K9和K10指的是灰分的含量，现在K9的指标已经不多了，为了降低成本，都变为K10的指标了。