煤层的火烧规律及特征

煤层自然发周期一、什么是煤层自然发火周期从煤层被开采破碎、接触空气之日起，至出现自燃现象或温度上升到自燃点为止，所经历的时间叫煤层的自然发火期，以月或天为单位。

通常是采用统计法推理出，比如统计矿井历次自然发火的周期，新建矿井参考邻近矿井的数值。

二、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.煤矿经常采用的注浆防灭火措施主要作用之一就是隔绝氧气.（3）热量易于积聚煤在氧化过程中如果环境不利于热量积聚,煤体就不会产生明显的升温而发生自燃.而煤氧化产生的热量能否积聚主要取决于风流速度.风速过小,供氧量不足,煤不易氧化自燃；风速过大,热量不易积聚,煤氧化升温过程难以持续稳定地发展,同样不能发生自燃；一般认为风速为0.1～0.24米/分钟时,煤最容易发生自燃. （4）持续一定的时间煤自燃是煤氧化过程持续一定时间之后的结果.低温阶段煤氧化过程进展缓慢,放出的热量也相对较少,且其中绝大部分热量散失掉了,只有很少一部份热量促使煤体温度缓慢地升高.从火源处的煤层被开采破碎、接触空气之日起,至出现自燃所经历的时间叫煤层的自然发火期,以月或天为单位.影响煤自然发火期的因素有很多,比如煤的内部结构和物理化学性质、被开采破坏后的堆积状态参数（分散度）、裂隙或空隙度、通风供氧、蓄热和散热等,因而实现其准确测定难度较大,现场记录该值一般为十几天、几个月甚至长达十几个月.煤发生自燃上述四个条件缺一不可,前三个条件是煤自燃的必要条件,最后一个条件是充分条件.在煤矿井下哪些地点可能同时满足上述条件?煤自燃发生地点的规律和特点为预测预报工作提供了较好的依据,现场人员可以对相关地点进行针对性的监控,防患于未然.综合煤自然发火的条件和现场经验,煤矿井下的易自燃地点一般有：采空区,停采线和开切眼,进、回风巷道,构造带以及通风设施附近.此外,溜煤眼以及瓦斯抽放孔等处也是极易发生煤自燃的地方,应该将这些区域作为煤自燃预测预报的重点区域,进行实时监控并及时采取相应的防治措施,避免煤自燃灾害的发生.。

矿井中的煤自燃特点和一般规律煤矿里的煤自燃问题，听着就让人头大。

别小看这事儿，矿井中的煤自燃可真的是一颗定时炸弹！你要是站在矿井的角度看，煤自燃就像是个隐形的“敌人”，说不定哪天它就会突然“爆发”出来，把大家吓个半死。

你说煤本来是黑乎乎的东西，怎么突然就能着起来呢？其实啊，这背后有个特别复杂的过程，咱们得从头说起。

煤的自燃，和它的成分、存储的方式、空气的湿度、温度都关系大。

不知道你有没有想过，矿井里那个闷热潮湿的环境，正是煤自燃的“温床”。

煤块在矿井里长时间堆积，跟空气接触不多，里面的温度慢慢就积攒起来了。

突然有一天，它遇到一个合适的温度，可能就像打火机按了一下，点着了。

哎，你以为是偶然，实际上每个细节都能引发它的自燃。

这样一来，这煤块就开始闷烧起来，不见火光，也不冒烟，但温度可不低。

你可能觉得，煤自燃的事情听起来挺抽象的，对吧？但实际上，煤自燃发生的时候，不仅是煤自个儿“发火”，连带着矿井内的空气质量、环境条件都能受到影响。

更要命的是，煤自燃一旦发生，它会渐渐加剧，温度越来越高，甚至一不小心，可能会引发大规模的火灾。

想想看，矿井一旦起火，通风不畅，气体积聚，浓烟滚滚，根本不是个小事。

火不易扑灭，损失也大，毕竟煤矿里面可不是一个人两人的事，成千上万的矿工可都在里面工作，万一出现个意外，后果简直不可想象。

再说了，煤的自燃并非是简单的“点着了”那么简单。

煤本身带有一定的“气质”，它的吸湿性和含水量，以及周围的氧气含量，都能直接影响它自燃的几率。

你知道吗？煤的种类繁多，像褐煤、烟煤、无烟煤这些，它们的自燃特性也不一样。

有些煤矿坑底是湿气重的地方，煤矿里的温度一般都比较高，一旦这些煤含水量高，慢慢地它们就能在“适当的条件”下滋生热量，最终燃烧。

这个过程看似是煤的“慢性自杀”，但它一旦引发了火灾，所有的慢热都成了燃烧速度超快的火场，谁也不敢轻视。

我记得有一回，矿区里就发生过一次煤自燃的事件。

那天，矿工们照常下井工作，结果突然矿井的监控设备发出了警报，煤块的温度逐渐升高，局部区域的氧气浓度开始发生变化。

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。

煤层自然发火机理及其规律与防治应用煤是一种非常重要的化石能源，其资源储量在全球范围内具有广泛的分布。

在煤的开采和利用过程中，煤层自然发火是一个常见的问题，不仅造成煤炭资源的浪费，还会对矿井安全和环境造成严重的影响。

煤层自然发火的机理及其规律与防治应用成为了煤炭开采领域的一个重要课题。

煤层自然发火是指在煤矿开采过程中，由于地质、气候或人为因素等造成煤层内部温度升高，从而导致煤的自燃现象。

煤层自然发火的机理主要包括以下几个方面：1. 煤的化学反应煤是由有机物质组成的，其中含有大量的碳、氢等元素。

在氧气的作用下，煤中的有机物质会发生化学反应，产生热量和气体，进而导致煤层温度升高。

2. 煤的氧化作用煤层中的煤体受到氧气的氧化作用，产生高热、气体和能量，导致煤层温度升高。

3. 火源的引入在煤矿开采过程中，可能会引入外部的火源，例如电气设备故障、车辆摩擦火花等，这些火源可能引发煤层自然发火。

煤层自然发火具有一定的规律性，主要表现在以下几个方面：1. 季节性变化煤层自然发火的发生与气候变化密切相关，一般在气温升高、湿度降低的季节，煤层自然发火的发生率会明显增加。

2. 空气流通煤层自然发火的发生与煤层内部空气流通的状况密切相关，如果煤层内部通风不畅，煤层自然发火的风险会增加。

3. 煤层质量煤层的质量对煤层自然发火的发生有一定影响，煤的硫分、灰分、挥发分等特性会影响煤层的自然发火倾向。

二、煤层自然发火的防治应用对于煤层自然发火问题，煤炭开采企业需要采取一系列的防治措施，以减少煤层自然发火的发生率，保障矿井的安全生产。

常见的防治措施包括以下几个方面：1. 加强监测和预警煤炭开采企业需要建立健全的煤层自然发火监测系统，对煤矿内部温度、气体浓度等指标进行实时监测，及时发现异常情况，并通过预警系统进行及时的预警和处理。

2. 加强通风管理煤炭开采企业需要对煤矿内部的火源进行严格的控制，确保电气设备的安全运行，防止车辆摩擦火花等火源的引入。