煤矿里煤自燃该怎么灭
我国是一个能源消耗大国,而在所消耗的能源中煤炭所占比例较大,所以保证矿井的安全生产对于我国的社会的稳定和经济的发展具有极其重要的意义。在煤矿开采过程中,自燃已成为煤矿生产过程中的重大自燃灾害,煤体自燃不仅导致煤炭资源严重浪费,而且还会对矿区的环境及安全带来较大的影响,所以做好矿井煤层自燃防灭火工作具有极其重要的意义。
一、煤的自燃因素分析
引起煤自燃的因素较多,主要如下:
(1)煤的炭化程度。煤层的自燃性一般随煤炭的变质程度的增高而降低,一般情况下挥发分含量在12%以下的烟煤难以自燃,但若有其它原因,也可能产生自燃。
(2)煤岩组分:煤层中有集中的镜煤和亮煤,特别是含有丝煤时,煤的自燃倾向就大;而暗煤多的煤,一般不易自燃。
(3)煤的含硫量:含硫分愈高,吸氧能力越大,越易自燃,含黄铁矿、黄铜矿结核较多,也具有自燃危险性。
(4)煤的破碎程度:煤的破碎程度大,增加了煤的氧化表面积,使煤的氧化速度加快,容易自燃。脆性与风化率较大的煤易于自燃。
(5)煤的水分:水分能加速煤的氧化过程,同时使煤体疏松、造成细微裂隙,加大吸氧能力,并降低着火温度,但过多水分则可抑制煤的氧化。
(6)地质构造:地质构造复杂、围岩及煤层破碎带易引起煤层自燃。
(7)开拓开采条件及通风方式:矿井开拓方式和开采方法与通风方式若选择不合理,往往造成丢煤多、煤柱破碎,漏风严重,给煤层自燃造成良好条件,增加自燃的可能性。
二、煤的自燃预测
1、人的感官可以察觉的自燃征兆
(1)巷道中出现雾汽或巷壁“挂汗”;
(2)风流中出现火灾气味,如煤油味、松香味、臭味等;
(3)从煤炭自燃点流出的水和空气较正常的温度高;
(4)当空气中有毒有害气体浓度增加时,人们有不舒服的感觉,如头痛、头晕、精神疲乏等。
2、仪表检测
(1)有下列情况之一者,定为自燃发火
(a)煤炭自燃出现明火、火灾烟雾、煤油味等;
(b)煤炭自燃使环境空气、煤层围岩及其它介质温度升高并超过70℃;
(c)采空区或风流中出现一氧化碳(CO),其浓度已超过矿井实际统计的临界指标,并有上升趋势。
(2)有下列情况之一者,定为自燃发火隐患
(a)采空区或井巷风流中出现一氧化碳,其发生量呈上升趋势但尚未达到矿井实际统计的临界指标;
(b)风流中出现二氧化碳(CO2),其发生量呈上升趋势,但尚未达到矿井实际统计的临界指标;
(c)煤炭、围岩及空气和水的温度升高,并超过正常温度,但尚未达到70℃,风流中氧(O2)浓度降低,其消耗量呈上升趋势。
三、防灭火措施
1、 灌浆防灭火。根据技术上可行、经济上节省的原则,建立矿井灌浆防灭火系统。当场地内黄土少,采用黄泥灌浆取土困难时,可采用注凝胶和粉煤灰的防灭火方法。凝胶是一种高分子化合物,粉煤灰可直接从邻近的火力发电厂取得,平时采取局部灌浆的方式,当采空区发火时,则采取满灌。
2、阻化剂防灭火。可以采用机动性喷洒压注工艺系统,对采空区、煤层巷道冒落孔洞、开采线、终采线和煤柱裂隙喷洒、压注阻化剂,覆盖或包裹碎煤,封堵裂隙,阻止煤的氧化,起到防火作用。
3、撒凝胶。对巷中的联络巷、断层带、工作面切眼、运输巷、回风巷等灌撒凝胶,阻止煤层与空气接触,防止煤层氧化自燃。另外,对发火严重的回采工作面,当工作面推进1 个月后,在整个工作面后方的采空区撒凝胶,形成凝胶隔绝带,对采空区起到封闭作用,可有效阻止采空区浮煤的自燃。
4、惰性气体防灭火。对已经自然发火的回采工作面,采用注入惰性气体使其尽快熄灭。在封闭自燃的回采工作面之前,先注入惰性气体,冲淡采空区中的氧气,再利用快速封闭铁门进行密闭,达到灭火和防止瓦斯爆炸的目的。
5、普瑞特防灭火新技术。为克服目前注浆、惰气、凝胶、阻化剂、三相泡沫等防灭火技术的不足,徐州吉安矿业科技有限公司联合中国矿业大学创新的提出了普瑞特防灭火新技术,并研制了普瑞特的装备与材料。普瑞特防灭火新技术很好的融合了黄泥灌浆、惰性气体、凝胶、阻化剂、三相泡沫等各项防灭火技术的优点,又避免了上述各项技术的多数缺点。
煤矿井下看到水蒸气凝聚在煤壁上,形成水珠,俗曰“煤壁出汗”,或者嗅到煤油味、汽油味、松节油味或焦油味,都是煤田自燃的外部征兆。
煤在自燃过程中会在不同的阶段产生一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔等气体,通过对煤炭释放气体分析,可以判断煤炭是否自燃以及自燃的程度,采取预防措施防止大面积地下煤火的发生。
扩展资料:
熄灭地火最直接的方法是用水灭火和在地火发生初期挖除火源。水和黄泥混合的泥浆是很好的灭火材料,泥浆可以堵塞通风管路,水传递黄泥到达一定的位置,水分干了,就地堵塞,窒息火灾。
新疆治理地火主要采取的就是注水、注浆、挖除火源和沙土覆盖等方法,先后扑灭了哈密大南湖、艾维沟、铁厂沟、奇台北山、阜康白杨河等火区的地火。
一些地火被成功扑灭,但还有一些仍在燃烧。有媒体报道乌达煤田火区多年没有熄灭,原因是承包灭火工作的企业私下开采火煤。
对此,卢鉴章认为,开采正在燃烧的煤炭非常危险,绝对不能这么干,但不排除人为开采过火煤层之下煤炭的可能。而地下煤火熄灭之后,如果开采过火层之下的煤层,导致空气进入,是很容易引起上层煤火复燃的。
参考资料来源:中国网络电视台-内蒙古乌达煤火自燃50年之谜 煤炭专家揭秘缘由
1、视觉。人用肉眼可见水蒸气凝聚在支架或巷道表面上,形成水珠,俗曰“煤壁出汗”,这是火灾外部征兆。
2、味觉。人们能嗅到煤油味、汽油味、松节油味或焦油味。经验证明,当人们嗅到焦油味时,煤炭自燃已发展到相当严重的地步。
3、温度感觉。煤炭在自燃过程中要放出热量,因此,从该处流出的水和空气的温度较正常时高。
4、疲劳感觉。煤在自燃过程中,产生一氧化碳、二氧化碳,使人体有病态反应,如头痛、精神不振、不舒服、有疲劳感。
(二)、煤炭自然发火常见地点
断层附近、采煤工作面进风巷、回风巷和停采线附近、遗留的煤柱、破裂的煤壁、巷道的高冒处、密闭内、溜煤(矸)眼、煤仓、联络巷及浮煤堆积的地方是自燃发火高发地区。
1、隔离法,中间部分取走,适用于矿脉煤,大型料场;
2、窒息法,用土用其他不燃物料覆盖,适用于料场煤;
3、抑制法,用化学制剂抑制。
4、冷却法,灌水,适用于中、小型矿堆。
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一、冷却灭火法冷却灭火法,就是将灭火剂直接喷洒在燃烧着的物体上,将可燃物的温度降低到燃点以下,从而使燃烧终止。这是扑救火灾最常用的方法。冷却的方法主要是采取喷水或喷射二氧化碳等其它灭火剂,将燃烧物的温度降到燃点以下。灭火剂在灭火过程中不参与燃烧过程中的化学反应,属于物理灭火法。 在火场上,除用冷却法直接扑灭火灾外,在必要的情况下,可用水冷却尚未燃烧的物质,防止达到燃点而起火。还可用水冷却建筑构件、生产装置或容器设备等,以防止它们受热结构变形,扩大灾害损失。二、隔离灭火法隔离灭火法,就是将燃烧物体与附近的可燃物质隔离或疏散开,使燃烧停止。这种方法适用扑救各种固体、液体和气体火灾。采取隔离灭火法的具体措施有:将火源附近的可燃、易燃、易爆和助燃物质,从燃烧区内转移到安全地点;关闭阀门,阻止气体、液体流入燃烧区;排除生产装置、设备容器内的可燃气体或液体;设法阻拦流散的易燃、可燃液体或扩散的可燃气体;拆除与火源相毗连的易燃建筑结构,造成防止火势蔓延的空间地带;以及用水流封闭或用爆炸等等方法扑救油气井喷火灾;采用泥土、黄沙筑堤等方法,阻止流淌的可燃液体流向燃烧点。三、窒息灭火法窒息灭火法,就是阻止空气流人燃烧区,或用不燃物质冲淡空气,使燃烧物质断绝氧气的助燃而熄灭。这种灭火方法适用扑救一些封闭式的空间和生产设备装置的火灾。在火场上运用窒息的方法扑灭火灾时,可采用石棉布、浸湿的棉被、湿帆布等不燃或难燃材料,覆盖燃烧物或封闭孔洞;用水蒸气、惰性气体(如二氧化碳、氮气等)充人燃烧区域内;利用建筑物上原有的门、窗以及生产设备上的部件,封闭燃烧区,阻止新鲜空气进入。此外在无法采取其它扑救方法而条件又允许的情况下,可采用水或泡沫淹没(灌注)的方法进行扑救。
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。
提示:
关于煤炭自燃的原因,有多种学说解释,普遍认可的是煤氧复合作用学说,其主要观点是:煤在常温下吸收空气中的氧气,产生低温氧化,释放热量和初级氧化产物,由于散热不良,热量积聚,温度上升,加速了低温氧化作用进程,最终导致自然发火。 煤炭自燃必须同时具备以下条件:(1)煤炭具有自燃的倾向性,并呈破碎状态堆积存在
关于煤炭自燃的原因,有多种学说解释,普遍认可的是煤氧复合作用学说,其主要观点是:煤在常温下吸收空气中的氧气,产生低温氧化,释放热量和初级氧化产物,由于散热不良,热量积聚,温度上升,加速了低温氧化作用进程,最终导致自然发火。
煤炭自燃必须同时具备以下条件:
(1)煤炭具有自燃的倾向性,并呈破碎状态堆积存在。
(2)连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展。
(3)煤氧化生成的热量能大量蓄积,难以及时散失。
(4)以上两三个条件同时存在且时间大于煤炭的自然发火期。
相关定义:
1.自燃点:在规定条件下,不用任何辅助引燃能源而达到引燃的最低温度。
2.燃烧:燃烧是物质与氧化剂之间的放热反应,它通常会同时释放出火焰或可见光。
3.闪燃:可燃物表面或可燃液体上方在很短时间内重复出现火焰一闪即灭的现象。闪燃往往是持续燃烧的先兆。
4.阴燃:没有火焰和可见光的燃烧。
5.爆燃:伴随爆炸的燃烧波,以亚音速传播。
6.燃点:在规定的条件下,可燃物质产生自燃的最低温度是该物质的自燃点。燃点对可燃固体和闪点较高的液体具有重要意义,在控制燃烧时,需将可燃物的温度降至其燃点以下。
7.闪点:可燃液体能挥发变成蒸气,跑入空气中。温度升高,挥发加快。当挥发的蒸气和空气的混合物与火源接触能够闪出火花时,把这种短暂的燃烧过程叫做闪燃,把发生闪燃的最地温度叫做闪点。从消防观点来说,液体闪点就是可能引起火灾的最低温度。闪点越低,引起火灾的危险性越大。
[编辑本段]自燃的分类
自燃可分两种情况。由于外来热源的作用而发生的自燃叫做受热自燃;某些可燃物质在没有外来热源作用的情况下,由于其本身内部进行的生物、物理或化学过程而产生热,这些热在条件适合时足以使物质自动燃烧起来,这叫做本身自燃。
本身自燃和受热自燃的本质是一样的,只是热的来源不同,前者是物质本身的热效应,后者是外部加热的结果。物质自燃是在一定条件下发生的,有的能在常温下发生,有的能在低温下发生。本身自燃的现象说明,这种物质潜伏着的火灾危险性比其他物质要大。在一般情况下,能引起本身自燃的物质常见的有植物产品、油脂类、煤及其他化学物质。如磷、磷化氢是自燃点低的物质。
广义的自燃包括受热自燃和本身自燃两种:
受热自燃(加热自燃):可燃物被外部热源间接加热其达到一定温度时,未与明火直接接触就发生燃烧,这种现象叫做受热自燃。比如可燃物靠近高温物体时,有可能被加热到一定温度被“烤”着火;在熬炼(熬油、熬沥青等)或热处理过程中,受热介质因达到一定温度而着火,都属于受热自燃现象。
本身自燃:可燃物在没有外部热源直接作用的情况下,由于其内部的物理作用(如吸附、辐射等)、化学作用(如氧化、分解、聚合等)或生物作用(如发酵、细菌腐败等)而发热,热量积聚导致升温,当可燃物达到一定温度时,未与明火直接接触而发生燃烧,这种现象叫做本身自燃。比如煤堆、干草堆、赛璐珞、堆积的油纸油布、黄磷等的自燃都属于本身自燃现象。
受热自燃和本身自燃都是可燃物在不接触明火的情况下“自动”发生的燃烧。它们的区别在于导致可燃物升温的热源不同,引起受热自燃的是外部热源,而引起本身自燃的热源来自可燃物内部。
请注意一些书中讲的自燃是狭义的,只限于本身自燃。就实际情况来讲,本身自燃引起的火灾较多些。
[编辑本段]自燃的原因
自燃是由于可燃混合气体(或蒸气)自身热量或与无火花、无火焰的热表面接触,使温度升高,以及化学反应速度急剧增长而引起的着火现象。在燃烧理论中自燃分为热自燃和链自燃两种。
热自燃理论认为可燃混合气体化学反应的热量牛成速率超过系统的散热速率,从而有过剩的热量加热可燃混合气体,使化学反应随着温度升高而迅速加快,进而使混合气体的温度迅速升高,直至引起混合气体燃烧。
链自燃理论认为使化学反应自行加速不一定是依靠热量的积累,而是通过链锁反应,迅速增加活化中心来促使反应不断加速,直至着火燃烧。自燃是一种复杂的化学和物理现象。对可燃混合气体,在发生自燃时总是需达到一定的温度。
在自燃温度时,可燃物质与空气接触,不需要明火的作用就能发生燃烧。自然点不是在一个固定不变的数值,它主要取决于氧化时所析出的热量和向外导热的情况。可见,同一种可燃物质,由于氧化条件不同以及受不同因素的影响,有不同的自燃点。
[编辑本段]人体自燃现象
历史的记载
人体自燃现象最早见于17世纪的医学报告,时至今日,有关的文献更是层出不穷,记载也更为详尽。那么,什么是人体自燃呢?人体自燃就是指一个人的身体未与外界火种接触而自动着火燃烧。
历史上第一个人体自燃事件记载在1673年意大利的一份医学资料上。有个叫帕里西安的人,躺在草垫床上化为灰烬,只剩下头骨和几根指骨,但草垫床、除他躺的部位外都保持原样。1744年,英格兰的伊普斯威奇城有一位60岁的帕特夫人,一天早上她的女儿发现她死在地板上,好像一段被烧光的木头,在附近的衣物却完好无缺。类似的历史记载有200多起。
19世纪德国化学家利比克设想人体自燃可能是由于体内酒精含量过多引起的。他做过一个试验,想找出充满酒精的新鲜肉类到了多少浓度能发主自燃,却未成功。1861年,著名法医卡斯波在其《实用法医手册》中,对人体自燃给予了否定。他认为根本不存在这种现象,“在1861年的今天,如果还有诚实的科学家想去解决人体自燃的神话,那真是太可悲了。所有关于‘自燃’的证明都是完全不可信任的,是没有专业知识的人提供的。”
待揭之谜
三百多年来,科学家对这个问题不断探索,从200多个案例中,科学家发现:男女比例大约一致,年龄从4个月到114岁都有。饮酒有度和身体胖瘦都有。有的案例发生在走路、开车、划船、跳舞过程中。
人体自燃———这是真实事件还是凭空捏造?不论相信与否,我们将一同检验证据,看看科学与超自然现象会碰撞出怎样的火花。“人体自燃”似乎一直存在,为何自燃却一直没有答案。
烛芯效应成功地解释了为何有人连骨头都化为灰烬,关于这些怪异的燃烧案例,17世纪的欧洲,有些医生认为答案是酒精!但如果真是这样,那么身体应该是从里面开始燃烧。在缺少氧气的体内,这种事显然不会发生。最近出现了一种相对合理的解释,被称为烛芯效应。有时,最离奇的谜题有着最平凡的谜底。科学家认为,我们可以把一个穿着衣服的人,设想为里外反转的蜡烛,衣服是烛芯,人体脂肪是蜡。即便是很小的火苗也可能会穿透皮肤,点燃脂肪,而后慢慢地、持续地燃烧。法医生物学家马克用一块布和一块猪肉演示了这种效应。猪的脂肪与人类脂肪十分相像。如果条件符合,脂肪和布就会像蜡烛一样,烧到几乎什么也不剩。烛芯效应几乎是个完美的答案,它证明了人体自身就有燃烧源,只要环境条件符合,人体就可以自我毁灭。然而有一点疑问是烛芯效应未能回答的:用猪做实验时,常会留下不少完整的骨头,而在被认为是人体自燃的事件中,骨骼多半都化为灰烬。人类学研究生安吉·克里斯滕森专心攻克这个问题。安吉发现,人体自燃的受害者与最容易患骨质疏松症的人群的基本情况非常相近。而骨质疏松的人骨在火葬时更容易被烧尽。烛芯理论也解释了这些案例中的一个怪诞现象:为什么腿脚常常完好无损?脚和小腿上的脂肪很少,而且通常没有被布料包裹——也就是说,没有燃料、也没有烛芯。研究者认为,烛芯效应显然是导致乔治·莫特死亡的原因。
阿黛儿事件中导致自燃的是贝壳上沾有的钠,烛芯效应或许能说明乔治·莫特的死因,却无法解释阿黛儿·瓦达克的遭遇。她的大腿在目击者面前燃烧起来。在比利时,拉里·阿诺德和马克·贝尼奇在阿黛儿一案中将有重大突破。在调查的过程中,贝尼奇仔细查看了有关阿黛儿的衣物及贝壳的分析报告,结果发现了一条被忽略的线索,那就是钠。钠是不溶于水的蜡质金属,遇水会有强烈的反应。钠跟水起反应后,会产生一种非常活跃的物质:氢氧化钠。反应过程释放出热量,继而使衣物和布料开始燃烧。火花到处乱窜,这也许就是他们看到的火花。这种火很难扑灭,这也跟目击者的说法吻合。从这一点来看,这起事件应该与超自然现象无关。事情经过可能是这样的:沙滩上四散着烟火,阿黛儿放进口袋里的贝壳上沾有烟火残渣中的钠。后来,她把湿手绢放进了同一个口袋里,钠也因此被点燃。阿诺德和贝尼奇向阿黛儿说明了他们的发现。马克说:“检验结果明确显示现场有钠,有什么东西沾到了钠。如果把钠放进水里、就会生热,在某些情况下,这股热量足以让东西燃烧起来。”拉里说:“现在我们可以肯定这是自燃,毫无疑问。”
“人体自燃”的受害者大多年迈、体重超标、吸烟,而且独居,关于神秘火灾之谜,科学已提供了部分答案;那么,能否解释乔治·莫特的遭遇?还有一个问题尚未解开:会是什么引发了这场致命的火灾呢?贝尼奇说:“关于莫特先生的意外遭遇,有几种可能的解释。”被认为是人体自燃的案例中有一条经常出现的线索:吸烟。没有人知道那天晚上,他是否曾吸烟,但贝尼奇相信有这个可能。贝尼奇说:“有报告指出,他原来是吸烟的,后来戒掉了;也有报告说,他仍在吸烟。我们必须把这种情况考虑进来。当时他正躺在床上。他可能意外点燃了什么,最有可能是床上的东西;接着,他被一氧化碳呛昏,在后来的整个过程中始终没有醒来。”闷燃的床单散发出无味的致命气体一氧化碳,他可能因为吸入一氧化碳而昏迷。接着,火烧进皮肤、点燃脂肪,把他变成了缓慢燃烧的蜡烛。他的衣服和床单就像是烛芯,他的脂肪是蜡。火的热度不够高,所以没烧掉房间里的其他物品。烛芯理论是一项重大突破,这显然就是乔治·莫特事件的原因。确凿的事实是:从没有人亲眼目睹一个人或是一个动物自行燃烧、并化为灰烬。更糟的是:在被疑为人体自燃的案例中,受害者大多是年迈、衰弱的人,常有体重超标、吸烟等问题,而且都是独居。
狄更斯小说《荒凉山庄》中有一个名叫克鲁克的邪恶酒徒最后自燃而死,作家认为恶人自燃是“上帝的惩罚”,然而自燃到底是什么呢?
有的人认为人体自燃与体内过量的可燃性脂肪有关,把这种脂肪比喻为燃起的烛油,衣服如同烛蕊。有些人认为人体内有某种天然的“电流体”,它能造成体内可燃性物质燃烧以至于造成高度可燃性物质结构的“体内分解”。还有人认为体内磷积累过多,产生了“发光的火焰”。
新近一种解释是从物理学角度进行的,认为体内可能存在一种比原子还小的“燃粒子”,可以引起燃烧。
随着更多的深入调查研究和科学水平的提高,科学家们相信迟早会解开这个几世纪来一直使人因惑不解的秘密。
现代的调查
在世界其他地区人体自燃的形式多种多样,有些人只是受到轻微的灼伤,另一些则化为灰烬,更令人不可思议的是,受害人所睡的床、所坐的椅子,甚至所穿的衣服,有时候竟然没有烧毁。更有甚者,有些人虽然全身烧焦,但一只脚、一条腿或一些指头却依然完好无损。在法国巴黎,一个嗜好烈酒的妇人在一天晚上睡觉时自燃而死,整个身体只有她的头部和手指头遗留下来,其余部分均烧成灰烬。
在以前发生过的人体自燃事件中,男女受害人的数目比例大致相同,年龄从婴儿到114岁的老人都有,其中很多是瘦弱的。他们有的人是在火源附近自燃,有的人却是在驾车或是毫无火源的地方行走时莫名其妙地着火自燃的。
但是,时至今日,现代科学界和医学界都否定人体自燃的说法。有人虽然曾经提出一些理论,但是一直没有合理的生理学论据足以说明人体如何自燃甚至于化为灰烬,因为如果要把人体的骨髓和组织全部烧毁,只有在温度超过华氏3000度的高压火葬场才有此可能。那么,至于烧焦了的尸体上尚存有未损坏的衣物或者是一些皮肉完整的残肤就更令人觉得有些神秘莫测了。
自燃是由于可燃混合气体(或蒸气)自身热量或与无火花、无火焰的热表面接触,使温度升高,以及化学反应速度急剧增长而引起的着火现象。在燃烧理论中自燃分为热自燃和链自燃两种。热自燃理论认为可燃混合气体化学反应的热量牛成速率超过系统的散热速率,从而有过剩的热量加热可燃混合气体,使化学反应随着温度升高而迅速加快,进而使混合气体的温度迅速升高,直至引起混合气体燃烧。链自燃理论认为使化学反应自行加速不一定是依靠热量的积累,而是通过链锁反应,迅速增加活化中心来促使反应不断加速,直至着火燃烧。自燃是一种复杂的化学和物理现象。对可燃混合气体,在发生自燃时总是需达到一定的温度。
我们生活在一个危险的世界里,身边有各种易燃、易爆的东西。那么,我们的身体会不会突然起火?这种想法存在已久,一些莫名其妙的燃烧现象似乎也证实了人体自燃的发生。
尽管卡斯波否定了人体自燃,许多科学家仍致力于研究和调查这一现象。一位叫查尔斯·福特的人,曾详尽地收集了1861年以来发生的几起人体自燃事件。
如1957年5月18日,在美国费城,一位63岁的寡妇安娜·马丁在一间没有火源的房里化为灰烬,只剩下鞋和一少部分躯干。法医说达到这种程度,温度至少要高达华氏1700一2000度。然而炉子是熄灭的,全部物品,包括离死者二英尺的报纸都没有变化。福特记录最详尽的一起人体自燃事件发生在1951年7月的佛罗里达的圣彼得斯堡。傍晚,67岁的玛丽夫人舒适地坐在软椅上,他的儿子离去时看见母亲还很好,可是不到十二小时,他儿子来到母亲房间,却见到了极可怕的景象,闷热的屋子里,母亲和椅子没有了,地面上有几块烧得腐蚀变形的发卡,表明那儿曾是一堆头发,剩下的只是几小块焙干的椎骨,一个缩成棒球大小的头骨和一只完好无缺的左脚。离尸体很近的报纸和几英寸以外的一块亚麻布却无燃烧的痕迹。
享有“骨骼鉴定专家”声誉的克洛格曼医生调查了玛丽夫人的死因,结果是:1.整个室内找不到任何助燃化学物品,而只有经过华氏3000度高温,她的头骨才会成为那种样子。2.没有发生火灾,整个室内找不到火源。房屋火灾最高温度一般为华氏1500度,而实际存在过的温度比这高一倍,在那种情况下,整个公寓都应烧尽。3.夫人体重170磅,烧成灰后,整个楼内竟没有任何气味。4.头骨法医专家了解,能将死者脂肪组织烧尽脱水的高温应同时把头盖骨软组织全燃毁,使头骨破裂,而里瑟夫人却不如此。克洛格曼对上述四点都无法解释。
1966年12月5日,美国宾夕法尼亚洲天气奇寒,这天在该洲波涛城发生了一件奇事。上午九点钟,一位煤气工人到94岁的班特莱意识家去查煤气表。工人以为老意识尚未起床,边径直走到底下室去看表。
他走到地下室后,发现地上有一对冷却的灰烬,在灰烬上方的天花版上出现了一个烧透的洞,工人大吃一惊,急忙上楼去找医生。当他走进卫生间时,里面的景象让他毛骨悚然,在烧穿洞的地板上只剩下半条人腿,老意识身体的其余部分都化为灰烬了。
但是,老意识的推车竟连支架下的胶垫都完好无缺,除了死者身体所接触部分外,整个室内没有一点火灾的迹象或气味。不久,警方赶到现场,但对死因无法理解,只好草草结案。宣布死者在床上吸烟,睡着后,衣服找火,引起火灾。意识醒来后,赶快去卫生间取水灭火,在那里失去知觉,烧成灰烬。但是一位火葬专家指出,一具尸体化为灰烬,先要经过华氏2200读高温燃烧90分钟,再经过华氏1800度高温烧60至150分钟。即使这样,尸体火化后只是碎骨骨灰,而不是灰烬。最严重的房屋火灾,不会超过华氏1500度。
因此,老人不可能因火灾而烧成灰烬。况且,能将他烧成灰烬的大火,整个房屋都将烧得荡然无存,手推车的铝制框架也将熔化。
科学家们认为,班特莱医生之死属于人体自燃,人体自燃死的人,身体没有和外部火焰接触,内部自发燃烧,化为灰烬:而在周围的一切可燃性物品,都将保持原样。
历史上第一个人体自燃时间记载与1673年的意大利的一份医学资料上。有个叫帕里西安的人,躺在草垫床上化为灰烬,只剩下头骨和几跟指骨,但是草垫床出他躺的部分外,都保持原样。
三百多年来,科学家们对这个问题不断探索,从两百多个案例中发现:人体自燃,男女比例大约一至,年龄从4个月到114岁都有。有人认为:人体自然与体内过量的可燃性脂肪有关,把这种脂肪比喻为燃起的烛油,衣服如同烛芯。还有人认为:人们体内有某种天然的“电流体”,它能造成体内可燃性物质的燃烧,以至造成高度可燃性物质结构的“体内分解”。
还有一种看法,人体内的磷积累过多,发生了“发光的火焰”。
但是新近的一种解释是,人体内可能存在一种比原子还小的“燃粒子”,可以引起燃烧。
随着更多的深入调查和科学水平的不断提高,科学家们相信迟早会解开这个几世纪来,一直使人们困惑不解的秘密的。
[编辑本段]人体自燃的原因
一位生物科学家说:从生物学的原理上看,人体自燃是不太可能的,因为从现有的这篇报道看,是萧山老太的衣服燃烧起来,以及她家里的椅子等家具燃烧起来了,而她自身并没有受到明显的损伤。如果说是她人体自燃而引起衣物和家具燃烧的话,这样的燃点就达到了摄氏300-500度,据目前的科学研究结果,人体体内的能量聚集不太可能达到这样高的温度。而如果人体真能够聚集并释放这样高能量的话,她身上的蛋白质首先就会被破坏了,不会毛发无损。也就是说,人体不太可能像微波炉那样的“微波发生器”似的,把周围的东西烤焦、甚至烧着了,自己却不会烧着。这位生物科学家认为,要研究“人体科学”,是不能脱离现代生命科学和医学去进行所谓的“研究”的。
另一位生物科学家(研究员)说:人体身上70-80%是水分,如果没有火种是很难点燃人体本身的,更别说人体会把它物燃烧起来。如果说是煤炭,在一定温度下,它倒是会“自燃”的。
还有一位生物学家(院士)说:人在体温达到摄氏39度就会发高烧,达到摄氏41度以上就容易有生命危险,如果达到了可以足以“自燃”它物这样的高温,那是不太可能也不可想象的,起码从我们掌握的现有的科学规律和医学常识上,是无法解释和说通的。
几位生物科学家强调,有些类似“水变油”的东西,“眼见”尚且不能“为实”,自己仅仅是刚刚“听闻”此事而已,既没有目睹现场的“自燃”情况,也没有去进行必不可少的科学测试,所以只能对萧山老太“自燃”一事存疑,暂时通过本报记者和读者谈一些目前已经公认的科学常识。
———各种推论———
推论一:由于酗酒所致
曾有人认为,“人体自燃”是由于人体含过量的酒精所致。他们注意到,大多数死者在死前都大量饮酒,因此,他们认为酒精在体内组织堆积,能增加人体的可燃性。有的人还主张酒精在体内分解后,释放出氢气或其他可燃气体。但是19世纪化学家巴龙·贾斯特斯·冯·列比格用实验证明此说法不可能,尤其使肉体燃烧并达到焚化程度是难以实现的。在一项实验中,一只老鼠被在酒精中浸泡了一年之后点燃,其皮肤和表层肌肉都被烧毁,但是内部组织和内脏并未受影响。对博物馆中那些在酒精中浸泡的时间更长的动物标本所做的实验,也得到了相同的结果。
推论二:人体脂肪过多
也有人认为,“人体自燃”是人体脂肪过多的原因。支持这种观点的人认为,脂肪能够燃烧早就已经是众所周知的事情了,而且在有记载的“人体自燃”的事件中,肥胖者占有很大的比例。但是这种说法也难以自圆其说,因为同样在记载中,有不少的遇难者却并非肥胖者。而且早在19世纪末期,有几位医生就曾声称不明白水分含量多而脂肪含量相当少的人体为什么会着火。
还有人提出了种种奇谈怪论试图解释“人体自燃”,例如说人体肠道内充满可燃的气体、人体组织内含有磷之类的可自燃的化学元素、体内核物质发生大爆炸、外星人发射死光、类似于“气”的体内神秘能量的爆发甚至是由于“怒火中烧”。有两种解释有些科学依据,那就是“静电说”和“灯芯效应”。
推论三:是由静电引起
还有一种观点认为“人体自燃”是由静电引起的。人体能够产生几千伏的静电,某些人甚至能高达3万伏。这些静电通过毛发放掉,在正常环境中是无害的,但是在某些极端的环境中,比如在周围充满可燃物质的工地,人体静电放电就可能导致爆炸。但是,在目前情况下,这类爆炸虽然发生过多起,却没有一起是像 “人体自燃”那样,人体被炸得粉碎,而房间、家具的受损程度却很小。因而,“静电说”能否成立还有待证实。
推论四:“灯芯效应”
目前,学术界较为公认的一种解释是“灯芯效应”(也称做“蜡烛效应”)。这个解释在大约100年前就已被提出,现在得到了越来越多的证据的支持。 “灯芯效应”(wick-effect)是一个最有力、有证据及实验支持的解释。根据这个理论,酒醉或昏睡中的人穿的衣服被火点燃,皮肤被烧脱落,皮下脂肪融化、流出,衣服被液化脂肪浸湿后成了“灯芯”,而体内的脂肪就像是“蜡”,源源不断地提供燃烧的燃料,于是尸体就像蜡烛一样慢慢地燃烧,直到所有的脂肪组织都被烧完。这个理论可以解释上面所归纳的“人体自燃”的特征。科学家们用猪裹着毛巾进行了实验,结果证实了这项说法的正确性。
关于“人体自燃”原因的推论还有很多,但是到目前为止,科学家们仍然没能找到可以得到广泛认同的解释。针对这个问题,记者日前采访了中国科普协会的郭正谊教授。
———专家观点———
观点一:“人体自燃”是不存在的
郭正谊教授认为所谓的“人体自燃”是不存在的。人们之所以会产生这样的误解,主要是因为产生燃烧的原因不是很明显而已。
观点二:“自燃”现象可能是“球状闪电”造成的
而对于那些原因实在无法调查清楚的“自燃”现象,只有一种可能,那就是“球状闪电”造成的。郭正谊教授解释说:“球状闪电”像是一个大火球,在田野林间飘飘忽忽,忽高忽低地移动,常使夜间行路的人大惊失色。“球状闪电”能穿过门、窗的缝隙升堂入室、钻进人家,飘来飘去像幽灵似地跟随路人。它有时发生爆炸,毁坏建筑物,造成人畜伤亡。它在行经的沿途,遇到任何障碍物时无坚不摧,却又不烧坏周围的可燃之物。球状闪电爆炸时释放出的能量,约相当于10公斤TNT炸药爆炸时放出的能量。而且当“球状闪电”消失后,一般无任何气味。
“球状闪电”自身的存在与否以前也一直困扰着科学家们。但是俄罗斯科学院圣彼得堡康斯坦丁核物理研究所专家在研究中发现,“球状闪电”由呈阳性的氢离子和呈阴性的氢氧基离子构成,“球状闪电”中的这些离子被水汽包裹着,水分子能够阻止两种离子结合到一起,从而使得“球状闪电”能够存在一些时间。根据这种特点,他们在实验室中制造出了“球状闪电”。
因此,郭教授指出,“人体自燃”并不存在,科学能够做出的这种解释依然是由外界因素造成的,依然属于“他燃”。但是,这个解释还是没有得到科学界的广泛认同。
300多年来,科学家们对这个问题不断地探索着。随着更多的深入调查研究和科学水平的提高,科学家们相信迟早会解开这个几世纪来一直使人困惑不解的秘密。
煤炭开始接触氧气到自燃,所经历的时间对不同的煤种是不一样的。人们把煤炭接触氧气到自燃的时间叫做发火期。我国煤层发火期最短的为1.5~3个月,长者可达15个月以上。
煤炭自燃是一个复杂的过程,受着多种因素的影响,但煤炭自燃必须具备以下条件:
(1)煤有自燃倾向性,且以破碎状态存在;
(2)有连续的供氧条件;
(3)有积聚氧化热的环境;
(4)上述三个条件持续足够的时间。
实践证明,具有同样自燃倾向性的煤层,在不同的生产技术条件下,有的煤能自燃,有的则不能;在同样的外部条件下,自燃倾向性也不一样。这是因为煤炭自燃过程受着许多因素影响的缘故。其影响的主要因素是:(1)煤的化学成分;(2)煤的物理性质;(3)煤层的地质条件;(4)开拓开采条件;(5)矿井通风条件。