露天矿煤炭自燃的原因及防治

浅谈火电厂煤炭自燃的原因、防治措施和处理方法

摘 要：煤炭氧化自燃不但降低了煤的经济价值，而且存在重大的安全隐患。文章针对火力发电厂煤炭储存时容易发生的自燃现象，分析煤堆自燃的原因，煤堆自燃前的征兆，煤堆易发生自燃的部位，并提出了具体的防治措施和处理方法。

关键词：煤场；自燃；措施；处理

大型火力发电厂为了满足发电要求，确保社会用电的需要，一般会建有大型的煤炭储煤场，用来存储大量的煤炭。煤炭自燃会带来巨大地经济损失和安全隐患，防止煤炭自燃是一个非常重要的问题。煤的自燃是由煤的氧化所引起的，煤炭露天存放，受风吹、日晒、雨淋，与空气中氧气充分接触，当煤堆温度达到着火点时，则氧化反应速度增大，并有导致煤堆自燃的可能。这对挥发性强的烟煤及褐煤来说，可能性较大，对含硫量较高的煤而言，危险性更高。

煤炭堆积时间过长发生氧化反应后，会使煤的灰分升高，发热量降低，使煤的质量变坏。储煤时间过长，热量堆积，如果得不到有效散发，将发生自燃。温度高或已经自燃的煤炭输送到运煤设备和磨煤机设备，可能造成燃烧和爆炸危险。

庄河发电厂有三个工作储煤场，一个备用储煤场。工作储煤场额定储煤量在25万t左右，储煤量达到额定值时，也会发生煤堆温度升高，热值下降的问题。煤场作为存煤的场所，关乎企业的重大经济效益。因此加强煤场存煤的煤质监督，了解煤自燃的特性，减小自然损耗，特别是防止煤的自燃，就显得特别重要了。

1 煤炭自燃原因

1.1 煤的组成

煤由有机物和无机物组成，分为可燃物质和惰性物质。其中碳、氢、氧、硫这些元素组成煤的可燃物质，碳元素所占比例最大，约为65%～95%；一些矿物质灰分和水分构成煤的惰性物质，它们也占有相当大的比例，对煤的自燃起着一定的作用。

1.2 自燃倾向性

煤中灰分、水分、挥发分、粒度大小、含硫量、孔隙度等是煤自燃的基本条件。煤的自燃倾向性反映了煤的变质程度。在常温下，煤的挥发分含量越高，自燃可能性越大，自燃时间会相应缩短。可以根据原煤样的着火点和煤样氧化后的着火点之间的差值来判断煤的自燃趋向。一般来讲，原煤样着火点低，二者之间的差值越大，煤越容易发生自燃。

露天矿煤炭自燃危害及治理措施

近年来我国面临着资源的严重短缺，煤炭作为我国重要的能源，其在当前社会和经济发展过程

中发挥着极为重要的作用。近年来随着我国煤炭资源开发力度的不断加大，露天煤矿的数量不

断增加，在露天煤矿开采过程中，自燃已成为煤矿生产过程中的重大自然灾害，煤体自燃不仅

导致煤炭资源的严重，而且还会对矿区的环境及安全带来较大的影响。所以需要针对露天煤矿

煤体自燃的原因，采取必要的防灭火措施来加强煤炭自燃的处理。

露天矿煤炭自燃的原因

（1）浪费煤炭资源

煤炭自燃不仅会降低煤炭质量，还造成资源浪费，减少了矿山可采储量。处理煤炭自燃需投入

大量人力物力，而且不易彻底处理，反复影响矿山采剥生产的进度，严重影响矿山企业的经济

效益。

（2）影响矿山安全生产和边坡稳定

煤层自燃对矿山的生产安全和持续生产带来很大困难。煤炭自燃后常引起矿坑内地表裂缝、坍

塌，出现大面积片帮现象等等，影响露天矿设备的正常作业，给安全生产带来隐患。在特定的

气象条件、处于不利的风向和风速时，还会造成火灾，并产生大量烟雾烟尘。烟雾烟尘影响工

作人员视线，危害工人呼吸，影响工人的工作效率，不利于安全生产。煤台阶的自燃发火将导

致煤台阶岩体强度的降低，影响露天矿整体的边坡稳定。

（3）环境空气影响

煤层自燃产生大量的有毒有害气体和物质，如CO、CO2、SO2、NO3、烟尘、醇类、醛类等，

随风飘散，波及很大范围和区域，严重污染矿坑及附近的大气环境，危害职工的身体健康。

露天煤矿煤体自燃的防灭火措施

（1）水消法

水消法有3种：第一种是用水浇灌，推土机封填相结合的方法，以形成泥浆或粘土隔氧覆盖层，

起到防火灭火作用，适用于老空巷道区及较大范围火区；第二种是往采煤工作面火区上方用高

压水劈头浇灌，起到冷却降温隔氧灭火作用，适用于小范围浅部火区；第三种是在煤层表面形

成纵横交错的水渠，使水逐渐向下渗透，从缝隙间扩散到煤体深部，均匀湿润煤体，达到灭火

的目的，适用于深部燃烧的煤体。

（2）强行采出法

第３１卷第１１期　２０ｌ６年１１月　露天采矿技术　Ｏｐｅｎｃａｓｔ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．３１　Ｎｏ．１１　ＮＯＶ．２０１６　ＤＯｈ　ｌ０．１３２３５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｈｃｍ．２０１６．１１．０２０　引用格式：刘世锋．胜利东二号露天煤矿煤层自燃原因探究及防治措施［Ｊ］．露天采矿技术，２０１６，３１（１１）：７Ｏ一７２　胜利东二号露天煤矿煤层自燃原因探究及防治措施　刘世锋　（内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司，内蒙古锡林浩特０２６０００）　摘要：通过对胜利东二号露天煤矿煤层煤质数据的收集分析，从内在因素、地质因素、开采因素　３个方面探究了胜利东二号露天煤矿煤层自燃的可能原因，从开采技术、防灭火２个方面选择了　不同的防治措施，为露天煤矿煤层自燃的防治提供参考。　关键词：露天煤矿；煤层自燃；灭火措施　中图分类号：ＴＤ７５￣２．２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７１—９８１６（２０１６）１１—００７０—０４　Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｃａｕｓｅ　ａｎｄ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｉｎ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｅａｓｔ　Ｎｏ．２　Ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ　ＬＩＵ　Ｓｈｉｈｎｇ　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｄａｔａｎｇ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｘｉｌｉｎｈｏｔ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｌｉｎｈｏｔ　０２６２００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｓｅａｍ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｎ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｅａｓｔ　Ｎｏ．２　Ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｅ，ｆｒｏｍ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ，ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ，ｍｉｎｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｅｘｐｌｏｒｅｄ　ｔｈｅ　ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｓｅａｍ　ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｃｈｏｓｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｒｏｍ　ｍｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｆｉｒｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｔｗｏ　ａｓｐｅｃｔｓ，ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｓｅａｍ　ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｉｎ　ｏｐｅｎ—ｐｉｔ　ｍｉｎｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ；ｃｏａｌ　ｓｅａｍ　ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ　ｆｉｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅ　０引　言　１　问题的提出　胜利东二号露天煤矿被国家煤炭工业部确认为　“十一五”规划的ｌ０个千万ｔ级露天煤矿之一，位于　内蒙古锡林浩特市西１２　ｋｍ处，属胜利煤田的中　部。储量大、煤层露头浅、单个煤层厚度大、岩层松　软等优势条件均符合建设特大型露天煤矿的要求。　目前主采煤层为　、６＃劣质煤、６＃３个煤层，煤质属于　褐煤二号及长焰煤，属低中灰分一中高灰分、低中硫　中硫煤、低磷分、中低热值～中热值煤、高挥发分、较　低～中等煤炭软化温度、富油煤的特征。用途可供火　力发电、化工用煤、一般工业用和民用煤（但不可直　接烘烤食品）、也可做综合利用（气化和炼油）等。　收稿日期：２０１６—０６—１０　作者简介：刘世锋（１９８９＿－），男，汉族，甘肃白银人，助理　工程师，２０１１年毕业于辽宁工程技术大学露天采矿工程专　业，现在内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司胜利东二号　露天煤矿生产技术办从事技术工作。　・７０・　胜利东二号露天煤矿２００７年开工建设以来，一　直是集团公司煤化工板块重要的清洁能源输出基　地，长期服务于“锡林一多伦一克旗一阜新”能源产　业链，也为内蒙东北部的经济发展做出了卓越的贡　献。面对当下煤炭行情的持续低迷，公司积极制定出　了“露井联采，煤电联用”的下一步的发展方向。大量　揭露优质煤炭成为我矿生产的根本原则。受煤质条　件及内蒙地区强风多发气候条件影响，大量优质裸　露煤层极易发生自燃发火，造成不必要的煤炭损失。　为此，公司投入大量资金、资源开展煤炭自燃防治工　作，２００９年８月，公司委托权威学术机构对煤层自　燃倾向做了鉴定试验，主采　煤层吸氧量为０．７６　ｍＬ／ｇ，６　煤层吸氧量为０．７５　ｍＬ／ｇ，均为Ｉ类、容易自　然煤，煤炭自然倾向性等级分类见表１【ｌ１。因此，探究　煤层自燃发火原因，做好煤层自燃发火防治工作成　为本矿煤炭生产过程中的重点工作。

扎尼河露天矿煤炭自燃事故处置应急预案

1总则

1.1目的

为了使露天矿煤炭自燃事故得到有效的控制，最大限度地降低煤炭自燃的危害，减少职工我身伤害和国家财产损失，依据有关规定特制定本预案。

1.2适用范围

本预案适用于露天矿煤炭自燃事故的应急处理。

1.3引用标准/文件

《中华人民共和国消防法》

《安全生产法》

《煤矿安全规程》

《生产安全事故应急预案管理办法》

2概况

扎尼河露天矿为向斜构造盆地，地表境界东西平均长2.40Km，南北平均宽3.12Km，面积8.17Km3，采用移动坑线公路开拓方式。主采煤层9号、10号煤层，平均倾角5-12°，煤种为褐煤，发热量平均为3100大卡，资源储量2.43亿吨，可采储量2.30亿吨。其中9号煤层为主采煤层，可采面积7.68 Km3，埋藏深度最小22米，最大270米，平均138.93米，煤层可采厚度最小5.10米，最大50.94米，平均剥采比为3.16 m3/t。煤矿设计能力600万吨/年，服务年限为33.42年。采用单斗—卡车—坑口破碎站—胶带输送机半连续开采工艺。

扎尼河露天矿各煤层均具有爆炸性危险，煤层自燃发火期限为3至6个月，容易自燃，特别是在春秋干燥多风季节，自燃可能性较大。机械设备也易将明火带入坑下作业面和坑上储煤台，遇有明火容易燃烧。

3应急处理组织机构及职责

3.1应急救援组织机构及职责

3.1.1组织机构

组 长：张国平

副组长：崔茂宏 王树清 韩家明 刘子春 柴继学

成 员：孙玉福 孙景富 陈茂辉 张茂成 国建楼 张孝先

梁成江 李红清 王金鹏 张东方 姜德辉 李鸿刚

朱世友 王玉林 禹继柏 迟 金

及外委施工单位主要负责人

3.1.2总指挥职责

3.1.2.1组织、协调、指挥各方面的资源，用于应急抢险工作；

3.1.2.2组织制定事故排险、抢险方案；

3.1.2.3下达各种应急处理指令；