第二章 煤的自燃

煤自燃的基本条件煤炭自燃是具有自燃倾向性的煤在有适宜的供氧量、有蓄热氧化环境和时间的条件下发生的物理化学变化的结果。

影响煤炭自燃的因素很多，影响过程也极其复杂，煤炭自燃的发生须具备以下几个条件：（1）煤具有自燃倾向性且呈破碎状态堆积自燃倾向性很小的煤与氧气的结合能力差，氧化放热量较小，氧化过程进展缓慢，一般很难发生自燃。

比如，褐煤自燃倾向性通常比烟煤、无烟煤大，因此比较容易发生自燃。

另外，完整的煤层和大块堆积的遗煤由于无法和氧气充分接触并发生氧化反应，且热量散失严重，所以很难发生煤自燃现象。

只有当具有自燃倾向性的煤受压破碎且堆积至一定厚度时，煤才可能自然发火；堆积较薄的浮煤因产热量少和蓄热条件差而较难发生自燃现象。

对于煤的破碎程度，国内外一般认为浮煤粒度在1mm左右时最易自燃；在浮煤堆积厚度方面，前苏联学者曾提岀浮煤自燃的临界堆积厚度为0.4m。

实际上，浮煤自燃临界厚度是一个不确定值，它因煤自燃特性、煤体温度和漏风强度的不同而异，应根据煤矿现场的实际情况予以确定。

（2）有连续的通风供氧条件氧气的存在是煤发生自燃的主要因素和必要条件，只有含氧量较高的风流持续稳定地流经破碎的煤体时，煤的氧化自燃过程才能够不断地发展下去，才有可能最终发生煤自燃现象。

流经煤体风流的含氧量对煤自燃的发展过程有重要的影响，一般分为以下几种情况：①风流中的氧气浓度小于5%时，因氧气不足，煤自燃现象不会发生；②风流中的氧气浓度大于5%而小于15%时，总满足一定的热量蓄积条件，煤将可能由缓慢氧化逐步发展到自燃；③风流中的氧气浓度大于15%时，由于漏风严重，煤氧化产生的热量往往较难蓄积，因此也较难发生煤自燃。

此外，只有在通风供氧条件连续且稳定的情况下，煤氧化自燃的过程才能够持续进行并最终可能造成煤自燃灾害，短时间非连续的通风供氧条件不会引起煤自燃。

（3）热量易于积聚煤在氧化过程中若没有很好的热量积聚环境，煤体就不会产生明显的升温而发生自燃煤氧化产生的热量能否积聚主要取决于风流速度的大小。

煤炭自然发火专题论文第一节煤炭自燃发火的条件及过程煤炭自燃是一种自然现象。

早在数百万年之前就已发生，例如大同和陕北的侏罗纪煤层中有早前（距今大约200万年）自燃形成的火烧区，现今新疆的每天仍有煤层在自燃。

我国是煤炭自然发火比较严重的国家，据2002年的统计，我国国有重点煤矿中有自然发火的矿井占51.3%，自然发火占矿井总火灾的90%以上。

自然发火危险矿井几乎在所有矿区都存在，以自燃破坏的煤炭资源，每年造成的经济损失达数亿元，仅1999年全国共有87个大中型矿井，因自然发火封闭火区315处，不但造成了严重的煤炭资源浪费，而且威胁着井下作业人员的人身安全。

自20世纪60年代以来，煤炭自然的相关理论研究、实验和综合防治技术取得了显著成就，注入均压、注浆、阻化剂、凝胶、注氮等防灭火技术已成功地得到了应用，自燃火灾发生率明显下降。

研究和掌握煤炭自然发火的条件、过程和规律，对防治自然发火有着重要的意义。

矿井火灾事故，特别是自然发火事故，对煤矿安全生产的危害在某种意义上说并不亚于瓦斯、煤尘爆炸事故。

煤炭自然发火与外因火灾相比，具有发生、发展缓慢并有规律的演变过程，可在它形成的初期发现。

一、煤炭自燃的条件实践证明，煤炭自燃必须具备以下四个条件：（1）煤有自然倾向性并呈破碎堆积状态存在；（2）适量通风供氧；（3）良好的蓄热环境；上述四个条件却以不可。

煤的自然倾向性取决于煤的物理化学性质，它表示煤与氧的相互作用的能力。

煤破碎以后，大大增加了单位体积内的外在表面积，与氧气的接触面积增大，氧化能力增强；堆积的破碎煤炭（一般认为堆积厚度大于0.4m）氧化产生的热量不容易散失，使煤炭的温度逐渐升高，自燃进程加快。

氧是煤自燃的重要因素，连续的供氧才能使氧化继续进行下去。

当空气中氧含量低于10%时具有窒息性；当空气中氧含量低于15%时，可以预防自然发火。

正是这个原因。

采空区内并不是每个地方都会形成自然发火的。

良好的蓄热环境才能使氧化生热不断积聚。

煤的自燃发展过程煤炭自燃一般是指：煤在常温环境下会与空气中的氧气通过物理吸附、化学吸附和氧化反应而产生微小热量，且在一定条件下氧化产热速率大于向环境的散热速率，产生热量积聚使得煤体温度缓慢而持续地上升，当达到煤的临界自热温度后，氧化升温速率加快，最后达到煤的着火点温度而燃烧起来，这样的现象和过程就是煤的自燃（或称之为煤的自然发火、煤矿的自燃火灾）。

根据现有的研究成果，认为煤炭的氧化和自燃是基链反应，一般将煤炭自燃过程大体分为3个阶段：即低温氧化阶段、自热阶段、燃烧阶段。

（1）低温氧化阶段煤在低温情况下与空气接触时，吸附空气中的氧（O2）而生成不稳定的氧化物羟基（—OH）与羧基（—COOH），并放出少量的热。

这一阶段既观测不到煤体温度的变化，也体验不到周围环境温度的上升，煤的氧化进程平稳而缓慢，是一个十分隐蔽的氧化过程，但煤的质量有所增加，其增加质量相当于所吸附氧的质量，化学性质变得活泼，着火点温度降低，很难发现其外部特征，故称为潜伏期或准备期。

由于煤的自燃需要热量的聚积，在该阶段因环境起始温度低，煤的氧化速度慢，产生的热量较小，因此需要一个较长的蓄热过程，它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部条件。

（2）自热阶段经过低温氧化阶段之后，煤的氧化速度加快，发热量急剧增加。

如果热量来不及散失和导出，就会使煤的自热加速，不稳定的氧化物分解成水（H2O）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）。

氧化产生的热量使煤温继续升高。

据硏究，煤的温度毎升高10℃，氧化速度就增加2~3倍，当超过自热的临界温度（60~80℃），煤温上升速度急剧加快，氧化进程加速，开始出现煤的干馏，生成芳香族的碳氢化合物（C x H y）、氢（H2）、一氧化碳（CO）等可燃性气体。

这时的特征是：空气中的氧含量减少，一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）含量增加，煤中的水分被蒸发，空气的温度升高并出现雾气，支架及巷道壁上有水珠，这就是煤的自热期（3）燃烧阶段如果煤的自热温度继续升高，当温度达到着火点温度（300~500℃）时，就会发生燃烧现象。

矿井防灭火规范目录第一章总则 ...........................................第二章自燃煤层开采 ...................................第三章防灭火装备 .....................................第四章日常防火 .......................................第五章灭火救灾 .......................................第六章火区管理 .......................................第一章总则第1条为了贯彻党和国家的安全生产方针，认真执行《煤矿安全规程》，本着”预防为主”和”综合治理”的原则，结合我国煤矿矿井防灭火的教训，特制定本《矿井防灭火规范（下称《规范》。

第2条本《规范》适用于全国国营的生产、基建和改、扩建矿井的自燃火灾（亦称内因火灾）和外源火灾（亦称外因火灾）及对井下有危险的井口地面火灾的防治。

第3条本《规范》的贯彻执行在矿务局范围内由局长负全面领导责任，局总工程师负技术领导责任；在矿井范围内由矿长负全面领导责任，矿总工程师负技术领导责任；局、矿及其下属有关部门分工负责。

1.通风部门负责自燃火灾的预防和矿井火灾的处理。

2.机电部门负责电气火灾和机械火灾的预防3.地测、计划和生产部门负责地质、测量、开拓、开采设计和生产工艺方面预防自燃火灾和外源火灾。

4.矿山救护队负责发生火灾时的灭火救护工作和平时配合通风部门做好自燃火灾的预防处理和防火检查工作。

5.安监部门负责监督检查本《规范》的严格执行情况和日常的井下明火管制。

6.供应部门负责矿井防灭火所需材料、设备的供应。

7.财务部门负责矿井防灭火工作所需资金。

第4条由内因或外因火灾源引起的井下火灾，统称为矿井火灾事故。

心矿井火灾造成以下后果之一者，即定为矿井火灾重大事故：1.造成人员伤亡。

煤层自燃定义暴露在空气中的煤，由于氧化放热导致温度逐渐升高，至70～80℃以后温度升高速度骤然加快，当达到煤的着火点(300～350℃)时，引起燃烧，这种现象称为煤层自燃。

自燃条件煤的自燃经过的三个时期1. 煤的自燃发展，一般要经过三个时期，即准备时期，又称潜伏期；自热期；最后进入燃烧期。

1.1 潜伏时期。

煤自燃的潜伏时期即煤的低温氧化过程，潜伏时期即准备阶段的长短取决于煤的变质程度和外部条件，如褐煤几乎没有准备时期，而烟煤则需要一个相当长的准备时期。

1.2 自热期。

经过潜伏期，煤的氧化速度增加，不稳定的氧化物先后分解成水、二氧化碳和一氧化碳。

氧化产生的热量使煤的温度上升，当温度超过临界温度T=60～80℃时，煤的温度急剧增加，氧化加剧，煤开始出现矸馏，生成碳氢化合物、氢气、一氧化碳、二氧化碳等火灾气体，煤呈赤热状态，当到达着火温度以上时便燃着。

这一阶段就是煤的自热阶段，又称煤的自热期。

1.3 燃烧期。

这一时期是煤从低温氧化发展成自燃的最后的一个阶段。

主要特征是：空气中氧含量显著减少，二氧化碳的数量倍增，同时由于燃烧不完全和二氧化碳的分解，而产生较多的一氧化碳，巷道中出现浓烈的火灾气味和烟雾，有时还出现明火，火源温度达到1000℃左右。

煤体要发生自燃必须具备以下四个条件：①具有低温氧化性，即有自燃倾向的煤以破碎状态存在；②有大于12%氧含量的空气通过这些碎煤；③空气流动速度适中，使破裂煤体有积聚氧化热的环境；④在上述3个条件同时具备的状态下，持续一定的时间，使煤体可以达到着火温度。

只要同时具备上述4个条件，煤炭自燃发火即可发生。

但实际中很难找出某两次煤炭自燃发火的发生条件是完全相同的。

这样，对煤炭自燃发火的条件就很难作出定量分析。

煤炭自燃经常发生的地点是：①有大量遗煤而未及时封闭或封闭不严的采空区（特别是采空区内的联络眼附近和停采线处）；②巷道两侧和遗留在采空区内受压的煤柱；③巷道内堆积的浮煤或煤巷的冒顶、垮帮处。

煤的自燃名词解释1.引言1.1 概述煤的自燃是指在无外力作用下，煤自身因内部热源的引发而发生不可控的燃烧现象。

这种现象已经被人们广泛关注和研究。

煤炭是一种重要的能源资源，在能源领域具有重要地位，但其自燃问题却给煤炭的开采、储存、运输等环节带来了巨大的安全隐患和经济损失。

煤的自燃主要是由于煤中存在的一些物理、化学和微生物活动引发的。

在储存和运输过程中，煤炭受到了氧气、水分、温度、压力等多种因素的影响，使得其内部的化学反应和热效应增强，从而释放出大量的热能。

当这些热能无法及时散发，超过了煤的自身稳定温度范围时，就会引发煤的自燃现象。

煤的自燃问题对煤炭企业和相关部门造成了严重的经济和环境损失。

一方面，自燃造成了巨大的煤炭损失，这意味着煤炭企业将面临着原材料的缺失和生产能力的下降；另一方面，自燃还会产生大量的有害气体和烟尘，对环境造成污染，对人们的身体健康也带来了威胁。

因此，为了解决煤的自燃问题，需要深入研究煤的自燃机理，掌握煤的自燃的规律，并在煤的开采、储存、运输等环节采取相应的安全防范措施。

同时，通过改进煤炭的生产工艺和技术手段，提高煤的质量，减少煤中活性成分的含量，也能够有效地预防和减少煤的自燃问题的发生。

整个文章将围绕煤的自燃问题展开详细的阐述，旨在加深人们对煤的自燃的认识和理解，推动相关领域的研究和工作，在保障煤炭开采和使用安全的同时，提高煤炭产业的可持续发展能力。

1.2文章结构文章结构是指文章的组织框架和部分内容在整体结构中的位置。

一个明确的文章结构可以帮助读者更好地理解文章的内容和逻辑关系。

以下是本文的结构：1. 引言- 1.1 概述：对于煤的自燃现象进行简要介绍，指出其在煤矿、火灾防治等领域的重要性。

- 1.2 文章结构：说明本文的组织框架和各部分的内容。

- 1.3 目的：明确本文的目标和意义，为读者提供清晰的导向。

2. 正文- 2.1 煤的自燃定义：详细解释煤的自燃概念，包括其定义、产生的条件和特点等。

煤炭自燃的自由基反应机理煤炭自燃是指煤在无外界氧气的情况下，经过一段时间的自发氧化过程，产生热量并导致煤温升高的现象。

当煤温升高到一定值时，就会引起自燃。

因此，煤炭自燃的机理是煤的氧化过程。

然而，传统的氧化反应机理并不能完全解释煤炭自燃的现象。

近年来，自由基反应机理被提出，并逐渐得到了广泛认可。

自由基反应机理是指煤在氧化过程中，产生自由基，这些自由基在高温下与氧气反应生成过氧化物，而过氧化物分解产生氧气和自由基，从而加速了煤的氧化过程。

这个机理的一个重要特点是，自由基的产生和消失是动态平衡的，当自由基的数量增加时，煤的氧化过程就会加速。

相关研究表明，煤炭自燃过程中自由基的产生和消失与煤的变质程度、含水量、粒度和环境温度等因素有关。

其中，煤的变质程度越高，含水量越低，粒度越小，环境温度越高，则自由基的数量就越多，煤的氧化过程就会越快。

阴燃和自燃的区别也十分重要。

阴燃是指在无外界氧气的情况下，煤发生缓慢的氧化过程，不会产生明火，而自燃则是煤的氧化过程加速，产生大量热量并导致煤温升高，最终引起自燃。

根据自由基反应机理，我们可以采取以下措施来防范煤炭自燃：加强煤场管理，避免堆积过多的煤。

控制煤的粒度和含水量，以减少自由基的产生。

在煤堆中加入阻燃剂可以抑制煤的氧化过程，降低自燃的风险。

定期检查煤堆的温度，以及时发现煤炭自燃并采取相应的措施。

煤炭自燃的自由基反应机理为我们提供了防范煤炭自燃的新思路。

通过加强煤场管理、控制煤的粒度和含水量、加入阻燃剂以及定期检查煤堆温度等措施，可以有效地降低煤炭自燃的风险。

在未来，我们还需要进一步研究自由基反应机理在其他领域的应用，以便更好地防范和控制煤炭自燃现象。

煤炭自燃事故是一种常见的安全隐患，不仅会对矿工的生命安全造成威胁，还会对环境造成严重的影响。

因此，研究煤炭自燃的自由基反应机理具有重要意义。

本文通过实验研究的方法，深入探讨了煤炭自燃过程中的自由基反应机理，为预防和控制煤炭自燃提供理论支持。

煤炭自燃解析煤炭自燃是我国乃至世界煤矿及储煤场的主要自然灾害之一，煤矿或储煤场一旦发生煤炭自燃，后果将不堪设想，损失往往也是难以估量的。

下面我们先看几个煤炭自燃的案例，让大家对煤炭自燃有一个直观的了解。

一、案例简介1.连云港黄陵块煤自燃1987年6月底至7月下旬，连云港港务局进港仅3个月的黄陵块煤连续3次发生自燃。

由于控制了企业用水，民用水供应紧缺，致使无法注水灭火。

7月25日，堆存量达3.1万吨黄陵块煤的64#、74#垛位上火头达一米多高，价值约150多万美元的外贸煤面临着化为灰烬的危险，价值上千万元输煤系统受到了严重的威胁。

为了灭火，公司召开了紧急联席会议，确定筑坝蓄水，拦截排洪沟水流，报告市政府请求特殊安排供水，用推土机推避火道，防止火势蔓延，请求消防队派车拉水协助灭火等措施。

可是，在熊熊燃烧的火焰前，救火措施显得软弱无力，大量的可燃气体在垛顶燃烧，浇水推铲也无济于事，最后被迫将内销煤装船一万余吨，腾出空场，转垛翻垛才扑灭了这起大火。

这次大火前后历时29天，虽保住了3万多砘煤炭和港口机械设备，但由于部分黄陵块煤出口转内销，国家少换外汇达60万美元，港口也承担了较大的入力、物力、财力损失。

2.内蒙古锡林郭勒盟百万吨“煤山”自燃变“火焰山”2009年3月17日16时53分，内蒙古锡盟消防指挥中心接到报警：称锡林浩特市火车站西侧储煤站起火，情况紧急，请求消防官兵速来救援。

锡盟消防指挥中心迅速指派锡林浩特市消防二中队迅速出动2辆水罐车，10名消防官兵赶往火灾现场。

17时02分，当消防官兵到达火场后，发现该站为露天式储煤站，整个“煤山”已变成了“火焰山”了，此时正处于猛烈燃烧阶段，火光耀眼，消防车辆无法靠近，4级的西北风伴随着烟雾弥漫吹向东侧的火车站。

消防中队指挥员询问在场知情人得知，上午10时左右，该“煤山”下角处自燃起来，也没当回事，没想到下午随着西北风变成名副其实的“火焰山”了。

经了解，该院内堆积“煤山”总面积约10万平方米、储存有上百万吨煤炭，而煤堆与煤堆之间相连，离“煤山”不远处的东侧是火车站，北侧是中石化锡林郭勒盟油库，如火势得不到及时控制，将会造成火烧连营，吞噬整个“煤山”，殃及火车站和油库，后果不堪设想。

1、什么叫做煤的自燃？答：煤在空气中氧化时放出的热量无法向四周扩散而聚焦在煤堆内，煤堆内温度不断升高，达到着火点发生煤自行燃料的现象叫炮的自燃。

2、什么是煤的高位发热量和低位发热量答：一千克煤完全燃烧时所放出的热量，当燃烧产物中的水保持液态时的发热量称为高位发热量，当燃烧产物中的水保持蒸汽状态时的发热量称为低位发热量。

3、滚轴筛堵煤的原因及处理原因：1、煤过粘或杂物多2、落煤管堵煤3、煤量过大。

处理：1、停机清理，减少上煤湿度2、停机消堵3、减小煤量4、环锤式碎煤机振动的原因及处理措施原因：1、环锤及环锤轴损坏，失去平衡。

2、大铁块进入碎煤机。

3、轴承在轴承座内间隙过大或损坏。

4、联轴器与主轴、电机轴的安装不紧密，轴中心不正。

5、给料不均匀，且煤块过多造成过负荷。

处理：汇报班长，密切监视碎煤机，若煤块过多，负荷过大，则应减负荷运行，若因环锤损坏、轴中心不正等机械原因，应立即停止煤源，待皮带上的煤跑光之后停止碎煤机运行，通知检修处理，若情况紧急应立即停止运行。

5、输煤皮带跑偏的原因及处理原因：1、钢架结构变形或皮带接口不正。

2、滚筒、托辊大量粘煤，托辊脱落或不转。

3、落煤点不正，物料偏载，导煤槽偏移。

4、各滚筒轴线与托辊轴线不平行，拉紧滚筒倾斜。

5、调偏托辊不起作用或调反。

处理：1、通知检修人员调整钢架结构，因接头不正，联系检修人员重新胶接皮带。

2、停机清理滚筒、托辊粘煤，重新安装脱落或不转托辊。

3、清除落煤管粘煤，调整落煤点，检查拉紧装置，通知检修人员调整导煤槽。

4、通知检修人员调整滚筒及托辊曲线平行。

5、通知检修人员处理调偏托辊。

6、带式输送机在运行中发生下列情况之一者应紧急停机1、电动机及引线和就地动力箱内电气设备冒火着火，电动机发出异音，同时明显下降时。

2、电动机、减速机、滚筒及主机轴承发生机械损坏，伴随不正常响声和剧烈振动及窜轴时3、皮带撕裂、划破和严重损坏时4、皮带打滑及跑偏不能正理处理时5、电动机、轴承温度过高时6、落煤管堵煤而不能消除时7、发生火灾及人身事故时8、工具、物料、托辊卷入滚筒或皮带，有异常跳动时9、发现皮带上有较大铁块、雷管工具等其它有损皮带的危险物时10、各种保护装置失灵，危急设备及人身安全时11、夜间照明突然熄灭，看不清人和设备时。

矿井火灾学题型：填空、名词解释、简答题、论述题前言1矿井火灾：发生在矿井井下或地面井口附近、威胁矿井安全生产、形成灾害的一切非控制燃烧。

其包括内因火灾和外因火灾两类。

内因火灾:煤因氧化产热而自然发火产生的火灾。

外因火灾:外部热源引燃可燃物造成的火灾。

内因火灾（自燃火灾）占矿井火灾总数的90%以上。

第一章矿井火灾学基础1燃烧三要素：可燃物、热源和氧气（O2）。

2根据可燃物燃烧过程的差异，燃烧可分为五种基本燃烧形式：分解燃烧、表面燃烧、蒸发燃烧、扩散燃烧、预混燃烧。

分解燃烧：出现于固体和部分液体燃料的燃烧中。

矿井火灾中前期和中期的大部分燃烧现象都属于这一类型。

表面燃烧：无火焰的固体燃烧，发生于固体燃料燃烧的后期。

蒸发燃烧：液体蒸发所产生的蒸汽与空气混合发生着火。

扩散燃烧：高浓度的可燃气体与空气边混合边燃烧的燃烧现象。

如果燃烧很稳定，一般情况下不会发生爆炸。

预混燃烧：在井下一定环境条件下，可燃气体与空气在着火前已经预先充分混合，且其浓度处于燃烧（爆炸）界限之内，遇火源即会发生燃烧，称为预混燃烧。

这种燃烧在混合气体分布空间快速蔓延，在一定条件下还会转变为爆炸。

3富氧燃烧和富燃料燃烧的特点：富氧燃烧是供氧充分的燃烧。

这类燃烧的特点是耗氧量少、火源范围小、火势强度小和蔓延速度较低。

富燃料燃烧是受限空间内可燃物燃烧数量大，供氧不足的燃烧。

这类燃烧的特点是火势大、发生灾难的危险性和严重性较大。

4轰燃与回燃：轰然是受限空间火灾局部缓慢燃烧发展到空间内所有可燃物突然全面快速燃烧的特殊火行为，其特点是在一定受限空间中所有的可燃物几乎同时被点燃。

回燃是指富燃料燃烧产生的高温不完全燃烧产物（烟气）遇新鲜空气时发生的快速爆燃现象。

5富燃料火灾中“跳蛙”现象产生原理：当高温烟流在流动过程中与旁侧支路的新鲜风流交汇时，便在巷道连接处发生回燃，即形成新的火源点。

新火源又会消耗了大量氧气再次使高温烟流中氧气的含量不足，高温可燃烟气继续向前流动，如果在巷道附近又有新鲜空气涌入，在连接口附近又会再次发生回燃而形成又一个新的火源点，这种在矿井下远离火源点形成的一个或多个再生火源的现象被形象地称为火源发展的“跳蛙”现象。

第二章煤的自燃及其特性煤自燃是煤矿生产中的主要自然灾害之一。

自十七世纪以来，人们就开始对煤的自燃现象进行研究，提出了解释煤自燃的多种假说，但由于煤的化学结构非常复杂，人们至今还不能完全阐述清楚煤的自燃机理。

尽管如此，人们仍在对煤的自燃机理孜孜探求。

近些年来通过对煤自燃的宏观特性（氧化产热量、产物和耗氧量）与煤自燃过程中微观结构（官能团、自由基）的变化特征的深入研究，对煤自燃的认识不断深入。

本章将较全面地介绍煤炭自燃研究方面的新进展，较深入地对煤自燃过程及影响因素进行分析，较系统地阐述煤在低温氧化过程中的自燃特性和煤自燃倾向性、自然发火期等的测试与确定方法。

第一节煤的基础特性煤的自燃特性是由其基础特性决定的。

在对煤的自燃特性进行研究之前，有必要了解一下煤的形成、分类、组成特点、热物理性质和表面特性等相关知识。

一、煤的形成及分类煤是由植物形成的。

根据成煤植物种类的不同，煤主要可分为两大类[1]，即腐殖煤和腐泥煤。

由高等植物形成的煤称为腐殖煤，它分布最广，储量最大；由低等植物和少量浮游生物形成的煤称为腐泥煤。

通常所讲的煤，就是指腐殖煤。

由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般需要几千万年到几亿年的时间。

转化次序是：植物、泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。

整个成煤作用可划分为几个阶段：植物向泥炭转化作用过程，泥炭向褐煤的转化为成岩作用过程，褐煤向烟煤、无烟煤的转化成为变质作用过程，成岩作用和变质作用又合称为煤化作用过程。

中国煤炭分类[2]，首先按煤的干燥无灰基挥发分>37%、>10％、≤10%，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。

然后烟煤又按挥发分>10%~20%、>20%~28%、＞28%~37%和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤，同时还根据表征烟煤煤化程度的参数（粘结指数、胶质层最大厚度或奥亚膨胀度），将烟煤划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤。

煤炭自燃管理制度一、煤炭自燃管理制度的制定必要性1.1 规范管理煤炭自燃的需求作为我国重要的能源资源，煤炭的储存、运输和使用环节是非常关键的。

在煤炭的储存过程中，由于煤炭的特性以及环境条件的影响，很容易发生自燃现象。

为了预防和控制煤炭自燃，保障煤炭安全的储存和使用，制定和执行煤炭自燃管理制度至关重要。

1.2 保障煤炭资源的有效利用煤炭资源是非可再生资源，对于保障我国的能源安全和经济发展至关重要。

而煤炭自燃会导致大量的煤炭资源浪费，影响煤炭资源的有效利用。

为了降低煤炭资源的浪费，需制定相关的管理制度，预防和控制煤炭自燃。

1.3 保护环境和健康煤炭自燃会释放大量的有害气体和灰尘，对环境和人体健康造成严重影响。

制定和执行煤炭自燃管理制度，能够有效减少煤炭自燃导致的环境污染和人体健康问题，保护环境和人体健康。

1.4 保障煤矿安全煤矿是煤炭资源开采的主要场所，而煤炭自燃在煤矿内部容易造成火灾等安全事故，危及矿工的生命安全和煤矿设施。

为了降低煤炭自燃导致的煤矿安全事故发生率，制定和执行煤炭自燃管理制度是必要的。

二、煤炭自燃管理制度的内容2.1 煤炭自燃预防措施在煤炭储存、运输和使用过程中，需采取一系列的预防措施，避免煤炭自燃的发生。

如煤炭储存仓库内保持通风、降温，避免煤炭堆积过高；加强对煤炭的检查和监测，及时发现并处理潜在的自燃隐患；在煤炭储存和运输中加入防止自燃的添加剂等。

2.2 煤炭自燃监测控制措施对于已发生自燃的煤炭，需采取相应的监测控制措施，防止火势蔓延和造成更大的危害。

如采用现代化的火灾监测设备，定期对煤炭进行火情监测；对于已发生自燃的煤炭，采取封堵、降温等控制措施，防止火势蔓延。

2.3 煤炭自燃应急处置措施一旦发生煤炭自燃事故，需立即启动应急处置措施，对火情进行紧急处理，防止火势蔓延和造成更大的危害。

如组织专业人员和装备进行火灾扑救和处理；及时通知相关部门和群众做好疏散和安全隐患排查等。

2.4 煤炭自燃管理制度的执行和监督建立和执行煤炭自燃管理制度是重要的，但更重要的是要加强对制度的执行和监督。

防止煤炭自燃及消防器材设置的管理规定范本第一章总则第一条为了保障煤炭生产和使用的安全，防止煤炭自燃事故的发生，保障人民生命财产安全，制定本规定。

第二条本规定适用于煤炭生产、加工、运输、储存、使用等相关单位和个人。

第三条煤炭相关单位和个人应当严格按照本规定的要求进行煤炭自燃的防范工作和相关消防器材的设置和维护。

第四条煤炭自燃防范工作应当以预防为主，综合防范为补充，科学防范为指导。

第五条相关单位和个人应当加强自身消防安全意识的培养，提高火灾防范和自救逃生能力。

第六条工商管理部门应当加强对煤炭生产企业的消防安全监督检查，及时发现和纠正消防安全隐患。

第二章煤炭自燃的防范措施第七条煤炭生产企业应当按照规定设置适当的煤炭储存场所，保证储存场所的通风良好，温度适宜。

同时，应当制定严格的储存管理规范，对储存的煤炭进行分类摆放和包装。

第八条煤炭生产企业应当建立完善的温度监测系统，及时掌握煤炭的温度变化情况，并采取相应的措施进行降温处理。

第九条煤炭生产企业应当配备充足的灭火器材，确保灭火器材的种类合理、数量充足，并保持其完好有效。

第十条煤炭运输企业应当按照规定的安全运输要求进行运输，定期对运输车辆进行消防设施的检查和维护。

第十一条煤炭使用单位应当按煤炭自燃的特点，制定煤炭使用计划，按需使用，避免长期储存。

第十二条煤炭使用单位应当建立完善的煤炭使用登记制度，确保煤炭的使用情况记录真实可查。

第三章消防器材设置第十三条煤炭生产企业应当按照规定的消防安全要求，合理设置消防器材，保证煤炭生产车间、仓库等场所的消防设施齐全。

第十四条煤炭生产企业应当按照规定的要求设置相应的自动报警系统，确保在煤炭自燃发生时能及时报警并采取相应措施。

第十五条煤炭运输企业应当按照规定的要求设置车载灭火装置，随车携带灭火器材，确保在运输过程中的火灾得到及时控制。

第十六条煤炭使用单位应当按照规定的要求设置煤炭储存设施的消防器材，包括灭火器、消防水带、消防栓等。

煤的自燃过程及其特点煤炭的自燃过程按其温度和物理化学变化特征，分为潜伏（或准备）、自热、自燃和熄灭四个阶段，如图10—3－2所示。

图中虚线为风化进程线。

潜伏期与自热期之和为煤的自然发火期。

１、潜伏（自燃准备）期自煤层被开采、接触空气起至煤温开始升高止的时间区间称之为潜伏期。

在潜伏期，煤与氧的作用是以物理吸附为主，放热很小，无宏观效应；经过潜伏期后煤的燃点降低，表面的颜色变暗。

潜伏期长短取决于煤的分子结构、物化性质。

煤的破碎和堆积状态、散热和通风供氧条件等对潜伏期的长短也有一定影响，改善这些条件可以延长潜伏期。

图10－3－2 烟煤自燃过程温度与时间关系２、自热阶段温度开始升高起至其温度达到燃点的过程叫自热阶段。

自热过程是煤氧化反应自动加速、氧化生成热量逐渐积累、温度自动升高的过程。

其特点是：（1）氧化放热较大煤温及其环境（风、水、煤壁）温度升高；（２）产生ＣＯ、CO2和碳氢（C m H n)类气体产物，并散发出煤油味和其它芳香气味；（３）有水蒸水汽生成，火源附近出现雾气，遇冷会在巷道壁面上凝结成水珠，即出现所谓“挂汗”现象。

（４）微观构发生变化。

在自热阶段，若改变了散热条件，使散热大于生热；或限制供风，使氧浓度降低至不能满足氧化需要，则自热的煤温度降低到常温，称之为风化。

风化后煤的物理化学性质发生变化，失去活性，不会再发生自燃。

３、燃烧阶段煤温达到其自燃点后，若能得到充分的供氧（风），则发生燃烧，出现明火。

这时会生成大量的高温烟雾，其中含有CO、CO2以及碳氢类化合物。

若煤温达到自燃点，但供风不足，则只有烟雾而无明火，此即为干馏或阴燃。

煤炭干馏或阴燃与明火燃烧稍有不同，ＣＯ多于ＣＯ2，温度也较明火燃烧要低。

4、熄灭及时发现，采取有效的灭火措施，煤温降至燃点以下，燃烧熄灭火。

煤炭自燃的发展过程大致可分为哪几个阶段，各阶段有何特征?答：煤炭自燃过程大体分为3个阶段：①潜伏期;②自热期;②燃烧期自燃潜伏期煤体温度的变化不明显，煤的氧化进程十分平稳缓慢，然而它确实在发生变化，不仅煤的重量略有增加，着火点温度降低，而且氧化性被活化。