1 引言
在煤層開(kāi)采過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生CO超限的現(xiàn)象，除爆破和爆炸生產(chǎn)的CO外，通常認(rèn)為CO來(lái)源于煤層發(fā)生了自然發(fā)火或其他火災(zāi)，極少考慮到煤層本身賦存CO的情況。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和檢測(cè)手段的改進(jìn)，許多礦井逐漸發(fā)現(xiàn)開(kāi)采中CO超過(guò)《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定不全是因?yàn)榘l(fā)生了火災(zāi)，而是煤層中賦存有CO。
在開(kāi)灤東歡坨煤礦過(guò)去發(fā)現(xiàn)CO超限以后總是認(rèn)為煤層發(fā)生了自然發(fā)火為，后來(lái)在鉆孔過(guò)程中又發(fā)現(xiàn)了CO超限的現(xiàn)象。經(jīng)觀測(cè)初步判定為煤層可能賦存CO，后又采取措施在深孔內(nèi)進(jìn)行觀測(cè)，排除了因開(kāi)采破壞造成的煤體氧化的可能，確定煤體確定賦存有CO。
由于CO的濃度常作為煤層自然發(fā)火是否存在判斷依據(jù)，它的存在常常干擾自然發(fā)火的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，而且CO是有毒有害氣體，超量的CO將對(duì)人的生命安全造成嚴(yán)重威脅。對(duì)煤層賦存CO影響因素的研究將有利于治理CO，保證安全生產(chǎn)。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析
2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
為了探尋東歡坨煤礦煤層賦存CO的規(guī)律，我們分別在主采煤層8煤層、9煤層、11煤層和12煤層采取了8個(gè)煤樣進(jìn)行了煤樣的工業(yè)分析、顯微煤巖分析、元素分析以及煤樣吸附CO實(shí)驗(yàn)
2.2 工業(yè)分析指標(biāo)及其關(guān)聯(lián)性分析
煤層的工業(yè)分析是煤層質(zhì)量的主要指標(biāo)。在煤層氣評(píng)價(jià)中，工業(yè)分析是其它分析的基礎(chǔ)。煤層工業(yè)分析的4個(gè)指標(biāo)水份（M）、灰分（Aad）、揮發(fā)分（V）、和固定碳（FC）之間存在著內(nèi)部聯(lián)系。
為了定量的表示吸附量與煤樣工業(yè)分析中的揮發(fā)分（干燥無(wú)灰基）、灰分、固定碳（干燥無(wú)灰基）之間的有關(guān)系，利用QM軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合， 說(shuō)明該方程擬合程度比較好，能夠反映出工業(yè)分析中各數(shù)據(jù)與CO吸附量之間變化規(guī)律，從而說(shuō)明了東歡坨煤礦各煤層工業(yè)分析指標(biāo)同CO吸附量之間成良好的線性關(guān)系，即：揮發(fā)分、灰分與吸附量之間成反比關(guān)系，干燥無(wú)灰基固定C與CO吸附量之間成正比關(guān)系。
煤層對(duì)CO的吸附量隨著固定碳的百分含量的增加而增加，揮發(fā)分的百分含量的減少而降低，灰分百分含量的增加而降低。其中吸附量受固定碳的百分含量、揮發(fā)分的百分含量影響較大，受灰分百分含量影響較小。
2.3 元素分析
煤的元素分析對(duì)煤層吸附CO也存在很大的關(guān)系。煤的元素分析主要是測(cè)定煤中的C、H、O、N、S的發(fā)含量，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，在東歡坨煤礦的2198工作面和2184工作面的煤樣的C/H比較接近，但其O2含量有較大程度的差異。CO含量較高的2184煤層中O2含量明顯高于2198煤層的O2含量，說(shuō)明此煤層的氧化能力較強(qiáng)，可能和煤中的C發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO。
對(duì)東歡坨煤礦各煤層的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析可見(jiàn)，煤層對(duì)CO的吸附量先隨著C/H的增加而降低，然后隨著C/H的增加而增加。
為了定量的表示出元素分析中C/H與吸附量之間的關(guān)系，利用VB程序和QM軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合，圖4為由擬合方程計(jì)算出的計(jì)算值和試驗(yàn)值的比較結(jié)果。
2.4 煤巖實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
煤巖顯微組分對(duì)吸附量的影響也是一個(gè)重要的因素。該實(shí)驗(yàn)測(cè)定了煤的鏡質(zhì)組最大反射率和煤中的鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組礦物質(zhì)含量。
式中Y――吸附量，mL/m；
X――C/H，無(wú)量綱；
R――鏡質(zhì)組最大反射率，%。
通過(guò)對(duì)東歡坨煤礦各煤層的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，顯然煤礦中發(fā)現(xiàn)的CO含量較高的8煤層中的惰質(zhì)組含量較其它煤樣的含量都高，一般認(rèn)為惰質(zhì)組具有最大的孔隙比例。它們大都屬于中階變質(zhì)程度的煤，而煤樣中惰質(zhì)組含量有較大的差異。正是這些差異，引起了煤層中CO吸附量的不同。而東坨礦惰質(zhì)組的孔隙率較高，對(duì)CO的吸附能力較強(qiáng)。
3 結(jié)論
煤層對(duì)CO的吸附量隨著固定碳百分含量的增加而增加，隨著揮發(fā)分百分含量的減少而降低，隨著灰分百分含量的增加而降低。其中吸附量受固定碳百分含量、揮發(fā)分百分含量影響較大，受灰分百分含量影響較小。
煤層對(duì)CO的吸附量先隨著C/H的增加而降低，然后隨著C/H的增加而增加。
煤礦中發(fā)現(xiàn)的CO含量較高的8煤層中的惰質(zhì)組含量較其它煤樣的含量都高，一般認(rèn)為惰質(zhì)組具有最大的孔隙比例。煤樣中惰質(zhì)組含量有較大的差異，正是這些差異，引起了煤層中CO吸附量的不同。