煤自燃机理及自燃倾向性

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。

煤自燃的原因及倾向性预测作者：贾淑洁来源：《科技传播》2013年第10期摘要一直以来，煤自燃都是煤炭开采中比较普遍现象。

因此，许多相关人士都致力于研究煤自然原因，结合这些原因实施倾向性预测，确保露天开采的安全性。

本文就是笔者依据多年经验，探析煤自然原因以及倾向性预测。

关键词倾向性预测；煤自燃；原因中图分类号TD82 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0086-020 引言2012年，山西某露天选煤厂发生煤自燃，给该企业造成严重的经济损失。

事实上对于煤矿企业中的原煤场时常发生自燃现象，不仅仅给煤矿企业造成洗选困难，还会带来不必要损失。

因此，探究煤自燃原因以及倾向性预测具有现实意义。

1煤自燃原因探析事实上造成煤自然因素比较多，关系到煤堆特性、煤质特性及气象环境等影响。

具体体现在如下几个方面。

1.1 煤化的程度在低温状态下煤会发生氧化，主要取决煤炭种类。

从分析发现煤质较高煤炭，长时间储存就会发生氧化而降低了煤质，一般是不会发生自燃现象；但是煤化程度较低煤炭，比如褐煤，伴随中煤化程度减小而增加了氧化作用，极易发生自燃。

事实上煤化的程度越高其含氧量就越低，低温环境下也就极难氧化。

所以只要煤化程度加深了，煤自燃就会逐渐减低。

1.2 煤炭中含有大量硫铁矿煤炭中所含硫铁矿就会从地下还原态逐渐成为地上氧化态，因为空气中存在氧与水分，就能够发生化学反应：1）FeS2+3O2→FeSO4+SO2+热量；2）FeS2+2H2O+7O2→FeSO4+ 2H2SO4+热量；3）FeS2+3O2→2Fe2O3+8S+热量；4）S+O2→SO2+热量在这些反应之中都会放出热量，产生出硫酸加快了黄铁矿进一步分解。

在加快黄铁矿氧化同时也会产生出大量热量，这些热量不断聚集在煤炭上，最终达到着火点而自然。

1.3煤岩与煤质组分煤自然的倾向性主要和分子结构具有密切关系，即是煤炭分子结构单元所含的活性基团数量与种类，以及分子空间结构。

煤层自燃发火的原因及治理煤层自燃发火是指煤矿内煤层自身产生高温，然后由于氧气接触，引发火灾的现象。

自燃发火是煤矿安全生产的一个重要隐患，它不仅会造成人员伤亡和矿井设施损毁，还会释放有害气体和会破坏环境。

下面将从原因和治理两个方面进行详细探讨。

首先，了解煤层自燃发火的原因是解决这个问题的关键。

煤层自燃发火的主要原因如下：1.煤炭成分：一般来说，煤中含有的氧化性物质越高，易发生自燃发火。

例如，含有较高硫和较低灰分的煤比别的煤更容易发生自燃。

2.煤层温度：煤层内部的温度过高也是煤层自燃发火的原因之一、当温度超过一定范围时，煤与空气中的氧气反应产生燃烧，最终引发火灾。

3.煤层中的气体：煤层中包含的甲烷气体也是自燃发火的一种重要原因。

因为甲烷是易燃气体，一旦气体泄漏并遇到点火源，就会引发火灾。

治理煤层自燃发火的方法主要包括预防、监测和灭火等措施。

具体而言，可以采取以下方法：1.预防措施：在开采煤矿前，在煤岩构造存在自燃隐患的地方进行预探。

对具有自燃倾向的煤岩要及时探明其隐秘火源，采取相应的防治措施，避免煤层发生自燃。

此外，采取煤层注氮等方法降低煤层温度，减少自燃的可能性。

2.监测措施：对煤炭矿井进行定期监测，以便早期发现自燃发火的迹象。

通过盗风、微风和典型气体等监测方法对煤矿进行监测，及时发现异常情况，防止火灾的发生。

3.灭火措施：一旦发现煤层自燃发火，应立即采取灭火措施。

常见的灭火方法包括喷洒水、压缩空气泡沫灭火剂等。

此外，也可以采用加汽止热、盖板平压等措施，将煤炭进行深埋或覆盖，降低氧气的接触，使之停止燃烧。

总之，煤层自燃发火是煤炭矿井中的一个严重问题，但通过预防、监测和灭火等措施，可以有效地减少自燃发火的概率，并及时处理火灾，减少人员伤亡和财产损失。

然而，为了更好地解决这一问题，煤矿企业和相关部门应该加强科学研究，开发出更有效的治理方法和技术，提高煤矿安全生产的水平。

同时，也需要加强对员工的安全培训，提高他们的安全意识，共同维护煤矿的安全。

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。

煤炭自燃机理及综合防治措施煤炭自燃机理煤炭自燃是指煤在没有明显的外部火源的情况下自身产生的高温反应，并伴随着火焰、烟雾、有害气体等表现为自燃现象。

其主要原理是自燃点（又称为点火点）的存在。

煤炭自燃的机理复杂，主要与煤炭的物理化学性质有关。

经研究，煤炭自燃与以下几个因素密切相关：1.煤炭的含水量。

煤炭的含水量过高会降低其自燃能力，但在一定范围内，适当的含水量可以起到防止自燃的作用。

2.煤的挥发分含量。

挥发分含量高的煤易于自燃。

3.煤的密度。

密度大的煤自燃性较差，而密度小的煤自燃性较好。

4.煤中的氧化物含量。

煤中含有的氧化物越多，其自燃性越强。

5.煤的氧化程度。

煤在存放过程中，由于空气、水分等因素的作用，会逐渐发生氧化，而煤的氧化程度越高，就越易于自燃。

煤炭自燃的危害煤炭自燃对生产和生活环境造成的危害非常严重。

首先，自燃一般伴随着火焰、烟雾、有害气体等，这些物质会污染环境，威胁人类健康。

其次，自燃会大量释放热量，导致煤堆温度升高，煤质质量下降，煤块裂解、粉化等。

最严重的后果是，如果未能及时发现和处理自燃现象，将导致火灾事故，对人员和财产造成巨大损失。

煤炭自燃的综合防治措施为有效防控煤炭自燃造成的危害，必须采取一系列的综合防治措施，下面就具体介绍：1. 定期巡视对于煤场和煤仓，要加强巡视，定期查看堆场情况。

一旦发现自燃迹象，要立即进行处理。

2. 通风降温煤场和煤仓应保持良好通风状态，降低温度，减少自燃可能。

可以采用自然通风或强制通风的方式，以保持空气流通，降低煤堆表面温度。

此外，可以采用喷雾降温的方法，将降温剂喷洒在煤堆表面。

3. 加强湿度控制煤场和煤仓内部湿度控制在40%~70%之间，有利于降低煤的自燃性。

可以增加雾状水雾、雾化水喷淋等方法来保持一定的湿度。

4. 煤堆覆盖对于密闭式库房，可以采用覆盖帆布或绝缘材料覆盖方式，隔绝外界气氛，限制氧气进入，降低自燃危险。

5. 防火面带在关键部位、易燃部位周围设置防火面带，以有效降低火势的蔓延。

煤炭自燃的条件是：（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，对于完整的煤层和大块堆积的遗煤来说，它们的表面可以与空气接触，内部接触到空气较少，这样就没有充足的氧气参与煤的氧化反应；另外由于热量的大量散失，导致温度无法积聚，因此很难出现煤自燃的显现。

通过实验观察发现，当具有自燃倾向性煤在受压破碎且堆积到一定厚度时，煤才有可能自燃。

一般认为浮煤粒度在1mm左右时最易自燃，浮煤自燃的临界堆积厚度为0.4m。

（2）连续的通风供氧条件氧气的存在给煤体自燃创造了条件，当含氧量较高的风流持续流过煤体表面及内部发育的裂隙时，才可以保证煤氧化过程的持续进行，当温度达到煤的燃点，最终发生煤自燃的现象。

风流中的含氧量对煤自燃过程的影响一般可以分为以下几点：①当氧气的浓度低于5%时，氧气的不足无法使煤体自燃。

②当氧气的浓度大于5%而小于15%时，满足了热量积聚的条件，煤将可能从缓慢氧化阶段逐步反应到自燃；③当氧气浓度大于15%时，由于存在严重的漏风情况，煤氧化产生的热量会被风流带走，无法实现热量积聚条件，因此也较难发生煤自燃。

此外，只有在通风供氧条件持续且稳定的情况下，煤氧化自燃的过程才能够持续的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下不会引起煤自燃。

（3）热量易于积聚煤在氧化过程中会产生大量热量，同时由于外部环境的影响，氧化产生的热量会有一定量的消耗。

因此只有在热量积聚的环境中，煤体才会产生明显的升温现象，才会导致煤的自燃。

煤氧化产生的热量能否积聚主要取决于流经煤体风流速度的大小。

当速度过小时，风流中的含氧量较低，煤体不易氧化产热；当风速过大时，风：流会带走一部分氧化产生的热量，无法使热量积聚。

因此风流在一定范围内，才具备使热量积聚的条件，一般认为风速为0.1m/min~0.24m/min时，煤最容易自燃。

煤层自燃研究报告1. 研究背景煤层自燃是一种常见但危险的现象，它可以导致煤矿火灾和大气环境污染。

煤层自燃的发生是由于煤中的有机质在适当的条件下氧化反应而产生的热量无法有效散发而引发的。

了解煤层自燃的机理和预测方法对于煤矿安全和环境保护至关重要。

本报告对煤层自燃的机理、预测和应对措施进行了深入研究。

2. 煤层自燃的机理煤层自燃的机理主要涉及煤的组成、氧化反应和热量传导等多个方面。

首先，煤中的有机质是煤层自燃的主要原因，有机质通过氧化反应产生热量。

其次，氧化反应需要一定的温度和氧气供应，煤层中的孔隙结构和温度是影响自燃的关键因素。

最后，煤层自燃的过程中，产生的热量需要通过热量传导释放，煤的热导率和热扩散系数对煤层自燃的发生和发展起着重要作用。

3. 煤层自燃的预测方法为了预测煤层自燃的发生，许多预测方法已被开发和应用。

其中一种常用的方法是通过监测煤矿内部的气体组成和温度来预测煤层自燃的可能性。

这些监测数据可以通过传感器和无线通信技术实时传输到监测中心，以便及时采取措施防止火灾的发生。

另一种常用的方法是使用温度计算模型来模拟煤层内部的温度分布，进而预测煤层自燃的可能区域。

4. 煤层自燃的应对措施针对煤层自燃的风险，采取一系列应对措施是必要的。

首先，加强煤矿的通风系统，保证煤层中的氧气供应充足，并及时排除产生的有害气体。

其次，采用控制措施，如封闭可燃气体的泄漏源、提高矿井的密闭性，防止火焰的蔓延。

另外，开展煤层自燃监测和预警工作，及时发现和处理煤层自燃的迹象，防止火灾事故的发生。

5. 结论煤层自燃是一种常见但危险的现象，了解煤层自燃的机理和预测方法对于煤矿安全和环境保护至关重要。

本报告深入研究了煤层自燃的机理、预测和应对措施。

建议进一步加强对煤层自燃的研究，并加强煤矿的安全措施和环境保护工作，以防止火灾事故的发生，保护矿工的生命安全和环境的可持续发展。

以上是煤层自燃研究报告的概要，对于详细的内容和数据分析，请参阅完整报告。

煤的自燃倾向性是用来区分和衡量不同煤层发生危险程度的一项重要指标，也是对矿井煤层自然发火采取不同的针对性措施进行有效管理的主要依据。

目前，我国煤矿采取以每克干煤在常温（30℃）常压（1.0133×105Pa）条件下的吸氧量作为煤的自燃倾向性分级主要指标，将煤的自燃倾向性划分为以下三级：（1）自燃等级Ⅰ级：自燃倾向性为易自燃。

常温常在条件下高硫煤、无烟煤的吸氧量≥1.00cm3/g干煤，褐煤、烟煤类≥0.71cm3/g干煤，含硫＞2.00%。

（2）自燃等级Ⅱ级：自燃倾向性为自燃。

常温常压条件下高硫煤、无烟煤的吸氧量
≤1.00cm3/g干煤，褐煤、烟煤类为0.41～0.70cm3/g干煤，含硫≥2.00%。

（3）自燃等级Ⅲ级：自燃倾向性为不易自燃。

常温常压条件下，高硫煤、无烟煤的吸氧量≥0.80cm3/g干煤，褐煤、烟煤类为≤0.40cm3/g干煤，含硫＜2.00%。

煤自燃参数-回复煤是一种常见的燃料，在全球范围内被广泛使用。

然而，煤在储存和运输过程中存在着自燃的风险。

煤自燃是指煤自身在没有明显的外部火源的情况下发生燃烧的现象。

本文将以煤自燃参数为主题，详细介绍煤自燃的发生机理、影响因素以及预防措施。

一、煤自燃的发生机理煤自燃的发生机理涉及三个要素：燃料（煤）、氧气和引发自燃的热源。

首先，煤中含有可燃物质，如挥发性物质和固定碳，是燃料的基础。

其次，氧气是燃烧的必要条件，大气中的氧气可以通过煤与空气接触来满足。

最后，热源是引发煤自燃的关键，它可以是外部的明火、火花等热源，也可以是煤自身的热源。

煤自燃的发生机理一般包括以下几个步骤：首先，煤中的挥发性物质被加热蒸发，生成易燃气体。

然后，这些气体与氧气发生混合并点燃，产生一定的热量。

接下来，热量进一步加热煤体，使煤中的挥发性物质加快释放，并产生更多的热量。

随着温度的升高，煤中的固定碳开始发生氧化反应，形成CO2和热量。

最后，温度继续升高，煤中的固定碳逐渐变为灰渣，产生更多的热量，形成一个自持燃烧的循环。

二、煤自燃的影响因素煤自燃的发生与很多因素有关，下面将详细介绍几个重要的影响因素。

1. 煤的品质：煤的品质对自燃的影响很大。

一般来说，低挥发分、高灰分和高硫分的煤容易自燃。

低挥发分的煤在储存过程中氧化速度较慢，而高灰分和高硫分的煤在含氧条件下易起火。

2. 煤堆的温度：煤堆的温度是煤自燃的重要指标。

当煤堆内部温度超过一定的阈值，煤就可能开始自燃。

一般认为，当煤堆内部温度升高到50-70摄氏度时，自燃的风险开始增加。

因此，及时对煤堆进行温度监测和控制非常重要。

3. 煤的湿度：煤的湿度也是影响自燃的重要因素之一。

潮湿的煤容易生成较高的腐蚀性气体，加速煤的自燃。

因此，保持煤的干燥是预防煤自燃的有效措施之一。

4. 氧气浓度：氧气是燃烧的必要条件，氧气浓度的高低直接影响自燃的发生。

富氧环境容易引发煤自燃，因此在储存和运输过程中，要控制氧气的供应。

煤炭自燃的原因是什么，自燃必须具备哪些条件？
目前比较普遍的看法是：煤炭能在常温下吸附空气中的氧而氧化，产生一定的热量。

若氧化生成的热量较少并能及时散失，则煤温不会
升高；若氧化生成的热量大于向周围散失的热量，煤温将升高。

随着
煤温的继续升高，氧化急剧加快，从而产生更多的热量，煤温也急剧
上升，当煤温达到着火点（300～350℃）时，煤即自燃发火。

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，具备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。

煤为什么会自燃（煤矿安全科普系列）尹晓丹《中国能源报》（ 2010年08月30日第 23 版）本期特邀顾问：中国矿业大学安全工程学院执行院长、国家安全生产专家组专家王德明自燃，顾名思义就是自发燃烧。

煤自燃就是煤不经点燃而自行着火的现象。

我国大中型煤矿中自然发火危险程度严重或较严重的煤矿占总数的72.86%，国有重点煤矿中具有自然发火危险的矿井占47.3%，中小煤矿煤层自然发火期不足6个月的煤矿占47.41%。

自然发火灾害较严重的西北、东北、华东等地区由于煤自燃每年损失煤炭资源2亿吨左右。

新疆、宁夏、内蒙古等地区因煤田火灾，每年烧损的煤量达1000多万吨，经济损失超过200亿。

煤自燃不仅会损失大量的煤炭资源，还常诱发瓦斯（煤尘）爆炸事故，严重危及井下人员的生命安全。

此外，在地面运输和储存过程中，煤自燃灾害也时有发生。

煤为什么会自燃？自17世纪以来，人们就开始对煤的自燃现象进行研究，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。

目前，国内外广泛认可煤氧复合假说，即煤自燃主要是由于煤与空气中的氧气之间物理、化学复合作用产生热量导致的。

煤在什么条件下会发生自燃？一般来说，只有同时具备了下列四个条件煤自燃才会发生。

（1）煤具有自燃倾向性且呈破碎状态堆积煤的自燃倾向性就是煤发生自燃的能力。

不同的煤自燃倾向性不同，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。

我国《煤矿安全规程》规定，煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃和不易自燃三类。

新建矿井的所有煤层的自燃倾向性必须送国家授权单位作出鉴定。

此外，完整的煤层和大块堆积的煤很难发生自燃现象。

只有自燃能力强的煤破碎后且堆积到一定厚度时，煤才可能发生自燃。

（2）有连续的通风供氧条件氧气的存在是煤发生自燃的必要条件，只有含氧量较高的风流持续稳定的情况下，煤自燃过程才能够持续并最终可能造成自燃。