煤与油页岩共采条件下自然发火标志气体及预报指标体系研究
煤样热解实验与自燃预报标志气体优选
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张效春 （ １ ９ ６ ５ ． ２ 一） ，男，山西大 同人 ，阜新矿业学院 ８ ５级采矿工 程毕业，大学本科学历，现任职于同煤集团生产部部长。 原来的硬岩矿井 向软岩矿井转化， 由低瓦斯矿井 向高瓦斯矿井转化， 由非 突出矿 井 向突 出矿井 转化， 有 非冲 击矿压 向冲击矿 压矿井转化 等。 虽然 目前对于深部开采工程研究 已经取得了一部分成果， 但对于 深层次的基础研究不够重视。 因此， 大力发展深部开采 工程岩石力学
（ 略） 。
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图３ ８层煤煤样 热解过程 中 ｃ 和温度对应关系 图
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煤 自燃的发 生和发展 是一个 极其复杂 的动态变 化 的物 理化学 过程 。其实质就 是一个 缓慢地 自动 放热升温最后 引起燃烧 的过程 。 该过程 的关键有两点 ：一是热量的 自发产生，二是热量 的逐渐积聚 。 １ 样 品 试 验 某 矿 ８层 煤 煤 样 进 行 氧 化 热 解 实 验 记 录 煤 氧 化 中产 生 各 种 气 体 的参数 ，分析其规律 ，优选 ８层煤 自燃预报 的指标性气体 。 １ ． １实验 系 统 煤样 的氧化热解实验装置 由煤样罐 、加热炉和保温 外壳等部分 组成 。该实验系 统有 如下：氧 化热解试验装置，煤温检测和温度控 制装置 ，气体分析系统和供风系统 的 ４个主要部分 。 １ ． ２试验煤样 煤样采 自新暴露 的煤体 内部 ，采样后立 即放入塑料瓶 中密封 。 煤样粒度为 ２ ～５ Ｏ【 Ｉ ｌ 【 Ｉ ｌ ，装入氧化炉 内，进行加热试验 。本次试验 中 采用的煤样重量为 １ ６ ０ ０ ｇ ， 除个 别 大 块 煤 由人 工 粉 碎 外 ，基 本 上 是 原采取 的煤样 ，与采 空区的遗 煤在 物化性质方面 比较接近 。因此 ， 试验结果与实际情况符合 。 ２ 实验 结 果 与 分 析 实验结果见表 ｉ（ 略） 。 对该实验结果进行分析 ， 得 出的 ８层煤煤样热解实验过程 中 Ｃ Ｏ 和温度的关系如 图 １ ，Ｃ Ｏ 和温度的关系如图 ２ ，ｃ 和温度 的关系如 图３ ，Ｃ Ｈ ４ 和温度的关系如图 ４ ，Ｃ ： Ｈ 和温度 的关系如 图 ５ ，Ｃ 。 和温 度 的关系如 图 ６与温度超过 ７ Ｏ ℃时， ｃ Ｈ ／ ｃ ２ Ｈ 和温度 的关系如图 ７
油浸煤自然发火标志气体确定的实验研究
油浸煤自然发火标志气体确定的实验研究邬灿春;秦汝祥;戴广龙;王洋【摘要】陕北地区煤层顶板富含原油,煤矿开采过程中顶板原油浸入采空区遗煤.为研究原油浸入对煤自燃特性的影响,进行了原煤及2％、5％和10％等不同含油质量比煤样的程序升温氧化试验,分析了气体产出特征,给出了预报煤自燃的临界温度,确定了煤自燃预测指标.结果表明:测试温度30～190℃之间,不同含油比煤样气体产出具有分段特征,原油占据了部分粒间空隙与孔隙,延缓了煤氧反应进程,且含油程度越高,延缓作用越明显,在剧烈氧化阶段后期(150～190℃),同一温度下不同含油比煤样气体产量差值大,且随氧化温度升高,氧化差值越来越大.在原油浸入未知情况下,不利于预测煤自燃氧化阶段,为此采用组合比值项指标预测方法,该方法很好地降低了浸油量对煤自燃预报的影响,提高了预测预报的灵敏性与准确性.最终,按含油程度不同,分类进行油浸煤自然发火预报.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)010【总页数】6页(P24-29)【关键词】标志气体;煤自燃预测;含油比;程序升温;油浸煤【作者】邬灿春;秦汝祥;戴广龙;王洋【作者单位】安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南 232001;安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南 232001;安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南 232001;安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】TD75+2.2煤自然发火主要受2方面因素的控制，一是煤本身的自燃特性[1]，另一个是周围环境影响因素[2-3]。
神东矿区石圪台矿2_2_煤自燃特征温度与指标气体实验研究_肖剑儒
★煤矿安全★神东矿区石圪台矿2-2#煤自燃特征温度与指标气体实验研究肖剑儒(神华集团神东煤炭集团石圪台矿,陕西省榆林市,719315) 摘 要 通过对神东矿区石圪台矿2-2#煤热重分析和程序升温氧化实验,得出了2-2#煤自燃过程中的特征温度以及升温氧化过程中CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6和C2H2等气体浓度随温度变化的规律,为石圪台矿2-2#煤自燃的早期预测预报提供了科学依据。
关键词 煤炭自燃 程序升温 指标气体 热重分析中图分类号 TD752.2 文献标识码 BExperimental research on coal spontaneous combustion characteristic temperaturesand index gases of No.2-2coal seam of Shigetai coal mine in Shendong mining areaXiao Jianru(Shigetai Co al M ine,Shenhua Sheng do ng Coal G r oup Co rpo ra tion L td.,Y ulin,Shannx i719315,China) Abstract Based on the therm og ravime tric analysis and the tem perature prog ram ming experi-ment of coal samples from No.2-2coal seam o f Shigetai coal mine in Shendong mining area,thecharacteristic tem peratures and the gas concentrations(including CO,CO2,CH4,C2H4,C2H6and C2H2)varied with the tem perature during the tem perature prog ramming w ere obtained,pro-viding a scientific basis fo r the prediction and forecast of co al spontaneo us combustio n of No.2-2coal seam of Shigetai coal mine.Key words coal spontaneous combustion,temperature prog ramming,index gas,thermo-g ravim etric analy sis 煤炭自燃火灾是煤矿一大严重灾害,而煤层自燃火灾防治的关键是煤层自燃的早期预测预报和火源位置探测。
煤炭自燃标志性气体实验
试验·研究
同时模拟 4 种煤样的自然发火全过程，其优势在于 提高实验效率、有助于实验样品的对比研究，并大大 加强了同等条件下实验结果的准确性、真实性，另外 该实验台的保温传热介质系统和国内其他的实验台 有所不同（ 其它自然发火实验台所采用的保温传热 介质是水，而该实验台所采用的是导热油进行煤温 的跟踪） 进而为煤样的蓄热创造良好环境。
煤矿火灾给矿井造成了巨大的经济损失和人员 伤亡，是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。国有 重点煤矿中有一半以上的矿井煤自燃现象很严重， 这已经成为煤矿安全生产中的重大灾害［1 － 2］。煤自 燃问题受到国内外很多学者的关注［3］，特别是判断 采空区是否自燃的问题一直还没有得到很好的解 决，其中最重要的是判断发火的标志性气体还未解 决，多数情况下都把 CO 作为判断煤炭自燃的标志 性气体。通过实践表明把 CO 作为标志性气体尚存 在不足，主要问题在于煤层气体中就含有 CO，检测 到 CO 并不能确定采空区发生了自燃，因此对采空 区自燃的标志性气体做了进一步研究。
基金项目：河北省科学技术研究与发展计划资助项目（ 10276901D）
件，但经过放顶冒落之后具备了发火条件，就可能出 现采空区火灾； ③虽然煤炭提前进入发火过程的潜 伏期，但由于它所需的发火时间长，以致于使丢失煤 炭进入到采空区窒息带后仍处于潜伏期或自热期而 不能自燃。
煤层自然发火指标气体的选择实验分析研究
１ ２ 实验 条 件 ．
图 １ 实 验 装 置 结 构 示 意 图
（ ） 热炉 １加
为 ５０ ３８采 空 区 ， 为井 田边界 。工 作 面煤层 易 自 北
燃 ， 短 发 火 期 ６个 月 。该 工 作 面 相 对 瓦斯 涌 出 最 量 ０ ５ ｍ ／ ， 对 涌 出量 ０ ４ ９ ｍ ｎ 煤尘 有 爆 ．０ ｔ绝 ．８ ｍ ／ ｉ，
样 品质量 一
５ ｇ １／ 煤 层 煤 样 ） 升 温 ０ （０ １ １ ，
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（ ） 相色 谱仪 ２气 柱箱 温 度 ０ ， 导 温 度 —— １ ０ ， ℃ 热 ｏ ℃ 汽 化 温 度— — １０ ， 化 温 度——＿ ０ ， 丝 温 ５ 转 ３ ℃ 桥 ６ 度 —— １ ０Ｃ， ｃ — — 载 气 Ｈ 纯 度 ９ ． ９ ， ３￣ Ｔ Ｄ ， ９９ ％
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２ 除大块 的煤做 人 工 粉碎 外 ， 余 基本 上 是 ） 其 原采 取 的煤样 ， 采空 区遗 煤 在 物理 化 学性 质 方 与 面 比较接 近 ， 因此实验 结果 与实 际情况较 相符 。
１ ４ 实验 方法 及实验 过程 ．
氧化碳 的实验 结果 如 图 ２所示 ， 由图可 见 ：
基于标志气体统计学特征的煤自燃预警指标构建
基于标志气体统计学特征的煤自燃预警指标构建下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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煤自然发火气体指标及其有机官能团响应特征研究
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１６－１８]
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[
１９]
等同样影响
煤中官能团的含量变化.通过分析煤自燃过程中气
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应过程
.ZHANG Y 等
[
２３]
[
２４]
探究了粒径及变质程
度对气体产物的影响,指出了煤样宏观特征与微观
结构的关 联 性; 白 亚 娥 等
气体并进行色谱分析.
采用德国布 鲁 克 Ve
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ex７０ 漫 反 射 傅 里 叶 红 外
光谱 仪 进 行 官 能 团 分 析,实 验 选 取 ２００ 目 的 煤 样.
红庆河煤矿3^-1煤层自然发火标志性气体研究及应用
第 ５期
许永成 刘春江 吕会庆 等 红庆河煤矿 ３－１煤层自然发火标志性气体研究及应用
１１
向西倾斜的单斜构造，倾角一般 １°～３°，地层产状 沿走向及倾向均有一定变化，但变化不大。矿井生 产能力为 １５００万 ｔ／ａ，服务年限 ９９．３ａ。采用立井 开拓方式，共设主、副井，中央 １＃、２＃风井 ４个井筒。 该矿采用分区式通风、机械抽出式通风方法，由主、 副井进风，中央 １＃、２＃风井回风。属低瓦斯矿井，主 采 ３－１煤层，平均厚度 ６．６ｍ；３－１煤层以不粘煤为 主，含少量长焰煤。自燃倾向性为容易自燃，最短自 然发火期 ４５ｄ。综采工作面回采过程中由于采空区 遗煤氧化出现了 ＣＯ超限现象。
Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘｇａｓｉｎＨｏｎｇｑｉｎｇｈｅｃｏａｌｍｉｎｅ
ＸＵＹｏｎｇｃｈｅｎｇ，ＬＩＵＣｈｕｎｊｉａｎｇ，ＬＹＵＨｕｉｑｉｎｇ，ＴＩＡＮＸｕｅｇａｎｇ （ＢｅｉｊｉｎｇＴｉａｎｄｉＨｕａｔａｉＭｉｎｉｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｅｄｉｃｔＮｏ．３－１ ｃｏａｌｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎＨｏｎｇｑｉｎｇｈｅｃｏａｌｍｉｎｅｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ｃｏａｌｓａｍｐｌｅｓ ｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍ Ｎｏ．３－１４０２ｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ，ｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｃｏａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓ，０～１ｍｍ，１～３ｍｍ，３～５ｍｍ ａｎｄ５～１０ｍｍ，ｗｅｒｅｍｉｘｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍａｓｓｒａｔｉｏｏｆ１∶１∶１∶１，ａｎｄｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｈｅａｔｉｎｇｔｅｓｔｏｆｃｏａｌｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ． ＴｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆＣＯ，Ｃ２Ｈ２，Ｃ２Ｈ４ａｎｄｏｔｈｅｒｇａｓｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘｙｇｅｎｓｕｐｐｌｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（８％，９％ ａｎｄ１０％ ｏｘｙｇｅｎｓｕｐｐｌｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄａｉｒｓｕｐｐｌｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）ｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＣＯ，Ｃ２Ｈ２，Ｃ２Ｈ４ ａｎｄ ｏｔｈｅｒｇａｓｅｓａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘｙｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｌｓｏｇａｉｎｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆ ｃｏａｌｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎｄｅｘｇａｓｅｓ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｏａｌｓａｍｐｌｅｓａｎｄｔｈｅ ａｃｔｕａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｉｎｄｅｘｇａｓｅｓａｎｄｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆＮｏ．３－１ ｃｏａｌｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎＨｏｎｇｑｉｎｇｈｅｃｏａｌ ｍｉｎｅｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ｉｎｄｅｘｇａｓ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈ；ｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｉｎｄｉｃａｔｏｒ
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煤与油页岩共采条件下自然发火标志气体及预报指标体系研究梁赛江;宋相;樊程;王刚【摘要】针对梁家矿煤与油页岩共采条件下采空区自然发火情况下的标志性气体优选的问题,选取1105工作面样品运用程序升温实验进行了煤与油页岩自然发火气体产物模拟试验,分析了CO、烯烃、烷烃及其比值的产生规律,进行了煤与油页岩自燃预测预报体系研究.结果表明:CO出现的临界值温度在40℃左右,标志着煤与油页岩已经开始产生反应;C2H4出现在120℃左右,标志着煤与油页岩进入加速氧化阶段;C2H4/C2H6、C2H4/C3H8可以作为预测煤与油页岩自然发火进程的辅助标志气体.同时,根据CO、C2H4等气体释放量,确定了梁家矿煤与油页岩自然发火标志气体判别参数.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2019(050)001【总页数】5页(P29-32,37)【关键词】煤与油页岩;自然发火;程序升温;标志气体;预测预报体系;矿井火灾【作者】梁赛江;宋相;樊程;王刚【作者单位】山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590【正文语种】中文【中图分类】TD75+2.2矿井火灾是影响矿井安全生产的最危险的灾害之一，遗煤在采空区内不断氧化，释放危险性气体，温度不断升高，最终导致采空区内发生自然发火，进而可能危害整个矿井的安全生产[1]。
总的来说，采空区内煤自燃是地下采煤作业在矿井安全生产方面的重大危害性因素，可能会燃烧或冻结许多煤炭资源，造成严重的气体或粉尘爆炸灾害。
油页岩是广泛分布在世界各地的丰富资源，同时也是一种非常规能源，可以作为传统化石燃料的替代能源[2]。
地质勘探和开采表明煤与油页岩会存在共生、伴生等现象[3]，煤与油页岩均可在采空区内缓慢氧化升温释放易燃气体，这就导致煤与油页岩共采工作面采空区存在自然发火危险。
研究表明当煤与油页岩混合后2种物质会产生协同作用，导致产生气体的情况与单独的煤或者油页岩产生差别[4-5]。
因此，研究煤与油页岩共采时采空区内标志性气体对指导煤与油页岩共采矿井安全生产具有重要意义。
标志气体是采空区发火过程中独有的，能够表征气体生成量与采空区相应温度的对应，进而能预测预报采空区自然发火情况[6]。
在煤矿中以标志气体分析为技术手段的自然发火早期预报技术已被广泛应用，并已被证明是一种有效的技术手段[7-8]。
程序升温法由于测试过程连续性好且操作简单、快捷，已被广泛应用于煤自燃过程的标志性气体测试当中[9]。
煤与油页岩在氧化升温过程中会产生不同种类及浓度的气体，且不同种类气体产生的最低温度，以及气体生成量和温度之间存在不同的关系[10]。
因此，对煤与油页岩需要通过程序升温试验来筛选出适合的标志气体。
秦红星等人[11]提出了以不同温度段有相应气体作为标志气体，并且以火灾系数作为辅助性指标参数。
王文才等人[12]研究表明在煤的低温氧化过程中，出现CO和C2H4时的温度范围，一般是煤的氧化自热阶段转向快速氧化阶段的温度范围。
王刚[13]等人分析了后部采空区温度、CO和O2浓度的变化规律，并依据采空区氧化升温带长度,确定出自燃“三带”的范围。
徐俊[14]提出综合采用CO气体绝对生成量指标和R2指标CO增加量与氧气减少量的比值，建立早期预测煤自然发火指标体系。
上述学者对煤采空区自然发火的性质或煤炭开采情况下的标志性气体进行了研究，但是没有研究煤与油页岩共采工作面的标志性气体状况，由于煤与油页岩的相互作用，导致产生相同温度下产生气体的浓度或种类发生根本性变化[15]。
因此，利用程序升温实验装置，确定煤与油页岩的混合物在氧化升温情况下气体浓度及种类的变化规律，进而提出切实合理、而且易于检测到的标志气体作为该矿预测预报煤与油页岩自然发火早期自燃的标志气体，同时建立一套预测预报指标体系。
1 煤与油页岩样品的程序升温实验1.1 实验样品的制备本次实验的材料是山东省龙口煤电有限公司梁家煤矿的煤与油页岩。
该矿井是典型的煤与油页岩共采工作面，且采空区多次发生自然发火灾害。
选取梁家煤矿1105煤与油页岩共采工作面刚暴露的煤和油页岩，制备样品时先剥去样品表面氧化层，对煤与油页岩进行破碎打磨，然后进行筛选出0.18～0.38 mm粒度范围的样品，将筛选出的样品放在密闭容器中，上覆干燥剂进行除水，要确保干燥剂不与样品接触，以备后续实验使用。
1.2 程序升温实验装置及过程试验装置主要分4部分（图1）：实验室气源、程序升温箱、气相色谱仪、数据分析系统。
实验室气源：是由QPT-300G系列氮氢空一体机组成，主要提供干燥空气及N2、H2等气体。
程序升温箱：采用自燃特性测试仪，装有1 200 W的自动加热器，其加热功率由计算机程序全程控制，同时装有1 400 r/min的电扇以保证炉中空气温度的均匀，控温精度为±0.1℃；样品罐采用聚四氟乙烯密封材料，能耐350℃以上的高温，并在其内部装有精密铂电阻感温元件监测样品温度及炉温。
气相色谱仪：分析由样品罐氧化产生的气体种类及浓度，保证实验气体产物分析的准确性。
数据分析系统：对得出气体浓度的数据进行分析处理，生成具体的数据供下一步系统处理。
图1 程序升温系统标志性气体的规律，本实验进行煤与油页岩以1∶0.22的比例混合（根据1105工作面比例）进行氧化升温实验，研究煤与油页岩样品以50 mL/min（A）、70mL/min（B）2种通风速率在程序升温过程中气体种类及浓度的变化规律。
实验过程如下：1）将破碎后筛分粒径为0.18～0.38 mm的煤及油页岩样品取出。
2）称取40 g干燥样品装入样品罐内，在样品上方均匀覆盖1层厚度为2～3 mm 的石棉，用于过滤气流防止气路堵塞。
3）检查程序升温系统的气密性，并调试和校准气体分析装置。
4）设定程序升温箱为30℃恒温运行模式，并以50 mL/min的稳定流量向反应器通入纯氮气，维持该状态至样品温度稳定在30℃且分布均匀。
5）将通入的氮气流分别切换为50 mL/min和70 mL/min的干空气，设置本次实验升温速率为0.5℃/min，自样品温度达到30℃起，每20 min分析1次气体成分和浓度。
6）当样品温度达到200℃后，终止实验过程。
1.3 实验结果分析梁家煤矿A、B 2种样品程序升温氧化气体产物随温度变化趋势如图2～图4。
当煤与油页岩温度在30～200℃变化时，均有规律地检出CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6和C3H86种气体，且各气体组分的浓度分析结果均随煤与油页岩温度呈单调上升的趋势。
在30～200℃ 2组样品均无C2H2气体检出，这是由于C2H2气体性质相对来说比较稳定的原因，同时CH4气体就吸附在煤体中，故不列入标志性气体分析。
图2 CO浓度与温度关系曲线图3 C2H4浓度与温度关系曲线图4 C2H4/C2H6、C2H4/C3H8与温度关系曲线1.3.1 CO浓度与温度关系A、B样品的CO发生速率的总体趋势基本相同，随着温度的升高，该气体产生量及速率都速率增大。
200℃以内样品产生CO随温度升高的变化规律如图2，40℃时煤与油页岩混合样品开始产生CO气体，但两者初期浓度均小于10×10-6，且增长趋势缓慢。
80℃时煤与油页岩混合样品产生CO浓度随温度升高增长速率变大，浓度均超过40×10-6，CO浓度增长较明显；在140℃时氧化加剧，CO浓度增长曲线陡升，CO浓度急剧增加，突破1 000×10-6，随后CO随温度变化曲线增长趋势变缓，但仍维持在较高的水平。
由煤与油页岩自燃氧化结果表明，梁家矿A、B 2组样品CO出现的临界温度值为40℃，基本上在120℃左右出现斜率变化增大的情况，并且该气体呈现单调递增趋势。
因此，可以认为梁家矿煤与油页岩发生火灾的临界温度点为120℃，可以作为煤与油页岩开采自然发火预报的标志气体。
由以上分析可知，检测煤与油页岩早期自然发火标志气体CO是非常灵敏的指标，特别地当温度升到120℃以上时，更易发现这种气体的存在。
因此，选择CO作为检测煤与油页岩自燃的标志气体是可行的。
只要井下巷道内CO持续存在，并且不断增加时，表明煤与油页岩已由自热而逐渐发展到自燃，CO产生量越高，采空区自燃的发展程度越深。
1.3.2 C2H4浓度与温度关系目前一般认为C2H4与煤温之间的关系明确而又简单，环境对该气体产生的影响很小[16]。
因而许多国家都趋向于在测定CO的同时也测定C2H4值。
图3表示0～110℃时，A、B 2个样品均未产生C2H4气体，表明样品尚未达到干裂温度；C2H4出现的临界温度为120℃，在140℃以后发生速率明显加快。
分析可知，C2H4出现的最早温度为120℃左右，在120～140℃时，C2H4浓度随温度增长趋势较缓，浓度小于10×10-6；当温度达到140℃之后，C2H4浓度急剧上升，煤与油页岩已经开始加速氧化阶段。
由于C2H4的灵敏度较高，准确性相对来说比较好，只要检测到C2H4，便可以判定自然发火进入了加速氧化阶段。
可以看出当出现C2H4气体时表明采空区已经进入快速升温阶段，必须采取相应防灭火措施。
1.3.3 C2H4/C2H6及C2H4/C3H8与温度关系由图4（a）可知，乙烯与乙烷之比C2H4/C2H6的变化总趋势是随着温度的升高，比值整体变化趋势是逐渐减小，并于170℃时达到稳定阶段，之后随样品温度升高比值并为发生太大波动性变化。
这表明煤与油页岩温度达到已发火或者临近发火的状态，产生气体情况并没有发生明显变化，A、B其比值大小也分别在0.3、0.6左右稳定变化，因此在观测到C2H4/C2H6达稳定波动时，表明煤与油页岩已经进入快速氧化阶段，应密切注意采空区的状况。
由图4（b）可知，乙烯与丙烷之比C2H4/C3H8在130℃之前比值为0，这是由于C3H8气体并未产生的原因。
从140℃开始C2H4/C3H8比值变化总趋势是随着温度的升高比值逐渐减小，并于180℃时达到稳定阶段。
这表明煤与油页岩温度达到已发火或者临近发火的状态，产生气体情况并没有发生明显变化，A、B其比值大小也分别在0.5、0.4左右稳定变化。
2 煤与油页岩早期预报指标体系自然发火标志气体判定工作中应摒弃只选择单一的气体或其派生标志气体，应当在使用CO、C2H4等主要气体的前提下，提出在不同阶段以不同标志气体来预测采空区自燃情况，探讨其他以C2H4/C2H6、C2H4/C3H8比值为代表的辅助判断标志，共同构成煤与油页岩自然发火早期预报指标体系，这样可以避免由于因素检测温度范围太宽、受现场复杂风流或原生气体组分干扰、测点的选择等因素的影响[17-18]。