怎么防止煤炭的自然

　 　1 煤堆自燃的影响因素

1.1 化学成份的影响

煤中含有硫份，硫在一定温度下化学性质发生变化，生成氧化硫，氧化硫遇水生成稀硫酸，其反应过程为放热过程，提高了煤堆中的温度。

1.2 氧气的影响

在各种光、热、雨水等自然力的作用下，煤炭表面与大气中的氧气接触后发生氧化分解与碎裂，并放出热量，同时形成新的表面，新表面又再次氧化，如此反复循环，导致煤堆温度不断上升，逐渐达到自燃的温度。

1.3 水份影响

煤堆中一定量的水份促使煤中的各种反应的进行，如硫份的酸化，产生的热量又加快了氧化反应过程，加剧了煤的自燃。

1.4 气温气压的影响

经验表明，煤堆的自燃经常发生在秋后大气温度下降时，此季节大气密度比煤堆的空气密度大，因此，渗入煤堆的空气量增大，导致自燃加剧。一般来说，大气温度降低，密度变大，渗入煤堆内的新鲜空气量增加，煤堆的自燃加快，反之亦然。

2 防止煤堆自燃的措施

防止煤堆自燃现象的主要途径是隔绝空气、水份与煤碳的接触，防止温度或水份过度积聚，并采取测温、喷水等预防措施。

2.1 堆煤的方位

由于我国地理位于北半球，阳光照在顶空时偏南，因此，煤堆的方向以南北方向取长为好，以减少阳光的直接照射。地理条件好的电厂，煤场应布置在小山丘的北侧。

2.2 堆煤的场地

煤堆的场地以水泥地面最为理想，地面不宜铺垫空隙度较大的炉渣等物，以防空气由此进入煤堆而增加自燃的危险。场地四周应设有排水沟与煤泥沉淀池，以便排除积水及回收煤泥。煤堆的地势最好比四周稍高一些，以保证排水的通畅，减少水量积聚。

2.3 堆煤的方式

尽量在较低的温度下贮存煤炭，避开中午烈日下进行堆煤，以减少热量的携带。块煤、粉煤混在一起的煤堆，由于煤堆里面即有相当多的空气可以把煤氧化，空气又不能畅通，所以氧化时产生的热量就容易积聚在煤堆里而使温度迅速升高，因此，块煤和粉煤以分开贮存为宜。粉煤单独贮存时可以用推土机一层一层地压紧，尽量减少煤堆里的空气，这样也就不易引起自燃。

2.4 堆煤的形状

煤堆形状以屋脊式为佳，以减少阳光照射及雨水渗入。堆煤角度控制在40～45。，顶部平齐。煤堆的高度一般不超过6 m，煤堆过高，一旦发生自燃，很难进行倒堆或喷水处理。

　 　2.5 堆放的时间

煤堆的存放时间应根据煤质牌号而定，一般无烟煤和贫煤的存放时间可稍长一些，但以不超过4个月为宜。长焰煤、不粘煤、弱粘煤和褐煤的堆存时间以不超过一个月为宜。

　 　2.6 煤堆的维护

煤堆部分采煤后，应避免煤堆顶部出现凹陷的面积过大，以减少雨水的聚积及阳光的照射。长期未用的煤堆，有条件的话，煤堆上可铺放一层粘土，在夏季也可在煤堆上喷洒一层石灰水以减少煤堆的吸热。

1.1 概述

关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。

需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此，煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级；煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙；煤层埋藏深度和煤层厚度；开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。

1.2 煤自燃的不同阶段

（1）水吸附阶段。与其他阶段不同，这个阶段只是个物理过程，煤与氧不会发生反应，煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因，但他对煤自热，特别是低品级的煤自热有重要影响。当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿热。所以，多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。 {TodayHot}

（2）化学吸附阶段。煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。该阶段的反应温度为环境温度至70℃。这伸过程中煤吸附氧气会产生过氧化物，因而叫做化学吸附阶段。化学吸附阶段煤重略有增加，并产生气体，其中的CO可作为标准气体，通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报，化学吸附阶段需要少量水参加反应。根据煤的品级和类型不同，化学吸附的放热量在5.04～6.72J/g之间变化。若煤温达到70℃时会分解，煤重随之在幅度下降，甚至比原始煤重还要轻。煤中水汾的蒸发可带走一些热量，该过程产热量晨16.8～75.6J/g间变化。若煤氧化进行到这个阶段，想使其不自燃是非常困难的。

（3）煤氧复合物生成阶段。该阶段生成一种稳定的化合物，即煤氧复合物。其反应温度范围为150～230℃。产生的热量25.2～003.4J/g。这个阶段煤重又有所增加，煤氧化进行到这个阶段必然发生自燃。

（4）燃烧初始阶段。这是煤氧复合物生成阶段到煤快速燃烧阶段的过渡时期，煤温达230℃时，煤氧化可进行到个阶段。此时煤的反应热为42～243.6J/g。这些热量使煤迅速上升促进了煤的快速燃烧。

（5）快速燃烧阶段。这是煤自热的最后阶段，它描述了煤的实际燃烧过程。依氧气供应充足与否，这个阶段可能发生干馏、不完全燃烧或安全燃烧。如果燃烧充分，其反应热等于煤的发热值。 {HotTag}

2 煤的自热影响因素

2.1 煤质

煤质本身对煤自热敏感性有显著的影响。

（1）煤的品级。煤的品级表明了煤的变质程度，常用挥发分含量和含煤量表示。品级低的纯煤自热热敏感性高，而且，随着煤的品能升高其自热敏感性下降。因而，干燥褐煤最易自热而无烟煤几乎不自热。但含有大最水分的褐煤较纯褐煤不易自燃。

（2）煤的水分含量。煤中水分的含量对煤的自燃性有很大影响。水分含量达饱和的煤，特别是在水分含量高的褐煤和次烟煤被开采和干燥前，煤体不再吸附水分，因而不能放出润湿热。煤氧化放出的热量通常使内在水分温度升高。另一方面，自热时的化学反应需要有少量的水分参加。低口级煤水分含量远远大于化学反应的需要量。因而，对低品级煤来说，水分实际上是煤自热的阻化剂。

（3）矿物质。煤中的矿物成分也叫灰分。它可与氧反应放热增加煤温，而且使煤分解以增加煤与空气接触的表面积，如黄铁矿，它可以吸收氧化反应放出的部分热量降低煤的氧化反应进程；煤的高灰分使单位质量的氧化热降低。

2.2 开采和贮运的环境因素

环境因素对煤自热的影响为：可使煤的水分含量发生变化；改变煤氧接触条件：使生产成的热量扩散。可分为：

（1）地质因素。断层和裂隙有利于空气和水分与煤接触。因而散热没有明显增加，却增加了煤发生氧化的机会和水的吸附。也就是说断层和裂隙增加了煤自燃的危险性。埋藏深的煤层地面漏风较少。采空区遗煤（特别对于厚煤层）因不能完全回采而增中了煤的自燃危险性。

（2）开采因素。开采因素对煤自燃的影响主要有2个方面，即通风和煤破碎，没有通风或通风充分的地方，煤自燃的可能性较低。而通风不充分地方煤自燃的可能性较大。裂隙漏风是不充分漏分，它创造了煤进一步氧化的条件，而散热条件并未被改善。所以，任何漏风对煤炭自燃来说都是很危险的。

（3）贮运因素。在贮存和运输过程中，影响煤自燃的因素要为通风不充分和干燥的低品级煤因雨淋和喷洒水产生润湿热。

3 煤炭自燃的综合防治措施

3.1煤层自燃的预测预报

（1）鉴于煤在低温氧化阶段产生CO，因此，CO是早期揭露火灾的敏感指标。在矿井的采煤工作面回风道、综掘煤巷等有自然发火的地点设置CO传感器，若发现CO浓度超限，便可采用便携式CO检测仪追踪监测确定高温点。

（2）采用红外探测法判断高温点的位置，红外探测法其基本原理是，根据红外辐射场的理论，建立火源与火源温度场的对应关系，从而推断出火源点的位置。

（3）用钻孔测温辅助监测。对顶煤破碎或有自燃危险的地点，埋设测温探头，定期监测温度变化情况。

（4）加强漏风检测。定期采用示踪气体法，检查顺槽漏风量。对漏风集中的区域加强观测。

3.2 预防措施

（1）均压通风控制漏风供氧。均压通风是控制煤层开采中采空区等漏风的有效措施。首先，要在保证冲淡CH4，风速，气温和人均风量的要求下，全面施行区域性均压通风，其调压措施包括单项调压和多项措施联合调压，具体实施中的形成的工作面均压逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均压。

（2）喷浆堵漏钻孔灌浆。对煤层开采中的可疑地点或已出现隐患地点进行全封闭喷浆和打浅密集钻孔注浆，是防止自然发火的2个有效措施。

（3）注凝胶防灭火。采用注凝胶技术处理高温点或自然发火是煤层开采中防灭火的重点措施，其方法是将凝胶注入高温点或火点的周围煤体中，其作用是既可以封堵漏风通道，又可以吸热降温。

煤炭自燃会释放一氧化碳很危险，远离现场，拨打119火警处理。

煤炭自燃是一个复杂的物理化学过程，煤炭自燃是自然界存在的一种客观现象，已经存在了数百万年，它是矿井火灾控制管理中的一个重要方面。

从化学中可知，自燃是物质在空气中发生氧化作用而自动发生燃烧的现象，而燃烧则是物质剧烈氧化而发光、发热的一种化学现象，由此可知，煤炭自燃是煤长期与空气中的氧接触，发生物理、化学作用的结果。

影响自燃主要有以下几方面的因素：

1、水份：水份的含量及变化是影响煤自发热最主要的因素，当水蒸发时从外界吸收大量的热，冷凝时就将这些热传给煤粉，理论上讲，含水量增加1%将使煤温上升17℃。因此不能用水来冷却已经产生自发热的煤堆，这是因为冷却水很难将全部的煤浸透而只是让部份温度下降而已。

2、通风率：理论上在松散的煤堆中不流通的空气完全反应的话将使其温度上升2℃，实际上当高速流通的空气在提供煤以氧气的同时也会带走大量的热。

3、颗粒细度：与自发热成反比的关系，颗粒越小其表面积越大，与空气的接触越充分，更容易产生自热。但出于堆置上的考量，使煤堆不致于容易坍塌，一般会将其细度控制在一定范围。

4、挥发份：按挥发份可以将煤分为烟煤、褐煤、无烟煤，其热值递增，自发热可能性降低。而且由于煤粉飞灰都搀在生料中使用(G生料配料必须考虑到这一点)，因此根据不同的燃煤要求不同配比的生料，烧成操作上也作调整。

5、温度：最重要的操作参数，跟据实验室检定，80℃以下温升其反应率反而下降，80℃其活性随温度上升而上升。

参考资料来源：百度百科-煤炭自燃

预测是防自燃火灾的第一道防线。所谓预测即是采用科学的方法、已有的知识和成熟的经验，通过实验室试验和现场调研分析，在煤层开采之前预测其自燃危险程度以及可能产生火源的时间和空间位置，为有针对性预防提供科学依据。准确的预测可大大降低防火的盲目性，使防自燃发火行为具有针对性，提高防火效益。

第二道防线是预防，即防止自燃火灾发生。预防建立在预测的基础上。根据预测结果，针对有自然发火危险性区域采取开采技术、通风安全和专项防火措施，破坏引起煤层自然发火条件中的一个或多个，达到防止自燃火灾发生的目的。

第三道防线是预报。在预防失效后，煤层自燃处于萌芽状态，即产生了高温点。利用先进的仪器设备、监测监控系统．检测自燃火源产生的物理和化学现象，及时发出报警，以便让人们及时采取措施，将处于萌芽状态高温点和自燃火源进行处理和消除，防止火灾形成或扩大，避免造成重大的人员伤亡和经济损失。

最后一道防线是火灾应急处理。在预防和预报都失效后，及时而迅速地采取有效的灭火措施，达到抑制火灾规模扩大，减少火灾损失的目的。

预测是基础，预防是中心，预报以弥补预防之不足，充分的灭火准备则可大大减少火灾损失。

煤矿煤层自燃发火的必要条件是：①有自燃倾向性的煤呈破碎堆积状态存在；②有适量通风供氧；②具有良好的蓄热温升条件。煤炭自燃的充分条件是：3个必要条件同时存在，且存在的时间大于煤层的自然发火期。而只要破坏或消除3个必要条件之一或其中的几个，就可以达到顶防自燃发生的目的。煤炭自燃形成的3个必要条件是可以通过提高开采技术水平、采取开采技术措施来破坏或消除的。因此，矿井预防煤炭自然发火是一项系统工程。既要求有合理的矿井、采区和工作面的通风系统；也要有合理的巷道布置、采掘布局和接替安排；既要有切实可行和行之有效的防火措施，也要有先进的生产工艺和装备。只有这样才能达到减少自燃的物质基础，改变堆积碎煤的蓄热条件，减少漏风，缩短自燃条件存在时间的目的。

制定防火措施应遵守的4条基本原则。这些原则是：

(1)消除或尽量减少自燃的物质基础。据研究，煤厚＞o．5m时方可产生自燃火源，因此，在有浮煤的地区应尽量增加其分散度。

(2)控制漏风在易燃风速区(o．o 6m／mm＜矿(易燃风速J＜L 2m／min)之外、抑制氧化速度和减小氧化生热。

(3)采用通风、增大散热面积和增加煤体湿度等方法以增大散热强度，抑制煤温升高。

(4)采用降低氧化速度、增加散热强度等方法延长煤层的自然发火期。

火力发电厂需要大量储煤，以确保正常生产的需要。但煤通过长期的堆积和时间磨合，会慢慢的产生氧化反应而发热，这样就导致煤的温度逐渐升高，并且自然起火。不仅造成一定经济损失，而且也容易引起火灾。如何有效的防止火灾发生、保证贮煤安全，对企业安全生产和经济运营至关重要。

1、煤自燃的原因

通过长期的堆积和时间磨合，会慢慢的产生氧化反应而发热，这样就导致煤的温度逐渐升高，最终煤就会自然起火。而这就是煤自燃的原因和过程。同时煤的自燃起火与其他的燃烧有着很大的不同，这就是因为它的温度是呈缓慢上升的状态，同时在按照煤的堆积—低温的氧化发热—放热—内部的干燥—温度的急剧上升—自燃起火这些过程而进行的。

煤自燃的因素很多，主要与煤的物理化学性质、堆积状态、环境因素等几个方面有关。 

（1）化学成份的影响

煤自身中包含有硫份物质，尤其硫在一定的温度下，就会产生化学反应，并发生变化，从而生成氧化硫，其中氧化硫物质一旦遇到水就会生成稀硫酸，这个反应的过程就是放热过程，通过该反应过程就可以很好的提高煤堆温度现象。 

（2）氧气的影响

在各种光、热、雨水等自然力的作用下，煤炭表面与大气中的氧气接触后发生氧化分解与碎裂，并放出热量，同时形成新的表面，新表面又再次氧化，如此反复循环，导致煤堆温（3）水分影响

煤堆中一定量的水分促使煤中的各种反应的进行，如硫份的酸化，产生的热量又加快了氧化反应过程，加剧了煤的自燃。 

（4）气温气压的影响

经验表明，煤堆的自燃经常发生在秋后大气温度下降时，此季节大气密度比煤堆的空气密度大，因此，渗入煤堆的空气量增大，导致自燃加剧。一般来说，大气温度降低，密度变大，渗入煤堆内的新鲜空气量增加，煤堆的自燃加快，反之亦然。

2、防止煤场自燃措施

为了减少或防止煤场自燃，可采用的预防措施：

（1）分层压实组堆。对易受氧化的煤如褐煤、长焰煤，组堆时最好分层压实，至少也得将表层压实，有条件时还可以在煤堆表面披上一层覆盖物。实践证明，这是一种很有效且又经济的根本措施。

（2）建立定期检温制度。对贮量大、存期长的煤堆特别是变质程度低的煤，需每天检测一次煤堆温度，对其他类别的煤可适当延长检温时间，并做好详细记录。

（3）及时消除自燃“祸源”。在检温过程中，一旦发现煤堆温度达到60度的极限温度，或煤堆每昼夜平均温度连续增加高于2度时，就立即消除“祸源”，消除自燃“祸源”的方法是将“祸源”区域内的煤挖出来暴露在空气中散热降温。不要往“祸源”区域煤中加水，这样会加速煤的氧化和自燃。

3、煤场灭火措施

发生自燃的煤炭，尤其是高硫煤或煤层较厚的区域，用水浇方式处理收效并不明显。浇水后的煤若不及时取用，水到之处即成富氧区，同时易导致煤炭颗粒归集下沉，形成更大的氧化空间，使自燃区域扩大。另外明火炙碳遇水有爆裂伤人的风险。这就需要专业的煤碳防灭火技术。普瑞特防灭火技术是一种有效的煤场灭火技术措施，该技术有徐州吉安矿业科技有限公司联合中国矿业大学研发。

技术特点：

（1）集凝胶、黄泥灌浆、两相或三相泡沫、惰性气体和阻化剂的防灭火优点于一体，能把泡沫中的水固结在凝胶体内，避免了黄泥灌浆和其它泡沫大量水流失或者溃浆的缺点；

（2）在采空区具有良好的扩散性能，生成的普瑞特以泡沫为载体能够对采空区或煤田火区的高、中、低位火源进行大范围、全方位的覆盖，持久保持煤体湿润冷却，隔绝氧气，且添加剂中含有的阻化剂能长久对煤体阻化，彻底防治煤炭自燃；

（3）普瑞特被注入火区后，会在火区全方位覆盖一层凝胶层，并且凝胶层中95%以上都是水，具有长久的吸热降温作用，能够有效防止火区复燃；

（4）普瑞特以泡沫为载体，在防灭火区域内能向高处堆积，所到之处普瑞特都能有效覆盖并黏附浮煤裂隙，具有良好的封堵漏风通道的性能；

（5）泡沫中的氮气缓慢释放，避免单独注氮时氮气容易流失的缺点，持久保持火区惰化。

结语

储煤场的安全管理主要是以预防为主，灭火为辅为原则，健全相应的管理制度，措施得力，就能有效的抑止自燃现象的发生。

为了防止煤炭"自燃"，最有效的方法是尽量减少煤与空气的接触，例如把煤堆实，或在煤堆表面洒上一层覆盖粉。并定期检测煤堆的温度，一旦发现温度接近60℃，则及时做散热处理，例如把高温区域内的煤挖出来迅速散热等。注意，千万不能在高温区加水，这样反而会加速煤的氧化和自燃。

1 、按水分堆存法

实验证明，当煤中含有一定水分时，就会使氧化后产生的热量在煤堆内积聚，引起自燃。而煤堆中的水分含量过高时，煤的内部孔隙以及煤粒之间都被水充满，空气不易进入，难于氧化，即使有少量空气进入而使煤氧化，但生成的热量被周围的水吸收，达不到煤的燃点。相反，若煤中的水分很低，煤的内部孔隙和煤粒间充满大量的空气，由于煤堆的通风良好，煤氧化生成的热量很快被空气带走，也很难使煤达到着火温度。所以，应将水分含量过高或过低的煤分开存放，切勿混在一起。

2 、按粒级堆存法

块煤和末煤混在一起堆放，煤堆里面的空气不畅通，煤与空气的接触面大，容易氧化，易发生自然。所以，不同粒级的煤应分开堆存。

3、 选择合适的堆煤方式

储存时除了仔细考虑贮煤的地基、周壁、排水、周边设备及气候影响外，对堆煤方式也需要正确选择。

4、 选择适宜的堆煤高度和时间

堆煤不要过高，贮煤时间不要太长，尤其是年青煤应尽可能缩短贮存期。

利用煤堆测温仪测量煤场煤堆内部温度，可及时了解煤堆内部的发热状况，及早采取措施，消除煤堆自燃现象的发生，防止煤场煤堆自燃带来的严重后果。

在煤场管理中，如果可以减少或者减轻储煤自热和自燃现象，不仅可以节能降耗，还可以减轻煤场一氧化碳、二氧化硫等有害气体排放，保护环境。