煤炭的自燃倾向性等级分类
煤的自燃及测试方法
因此，煤炭自燃必须同时满足四个条件： 1）煤本身要有自燃倾向性；（有自燃倾向性的煤呈破碎堆积） 2）要有连续的供氧条件； 3）热量易于积聚； 4）足够的氧化时间。
3.1 煤炭自燃倾向性影响因素
影响煤炭自燃倾向性的因素（内因因素）主 要有： 1）煤的变质程度 2）煤的水分 3）煤岩成分 4）煤的含硫量 5）煤的粒度、孔隙度与脆性
在柱箱温度为105℃的条件下处理1.5h。 （2）吸氧量的测定 将处理好的煤样，在柱箱温度为30℃，热导温度为80-100℃，载气氮流
量为30±0.5cm3／min，吸附氧气流量为20±0.5cm3／min的条件下，吸附氧 气20min后，测定脱附峰面积S1；
将煤样倒出，在相同的条件下，同一样品管空管吸附氧气5min，测定脱 附峰面积S2；根据S1、S2计算吸氧量值。
因此。影响煤炭自燃的外因因素也是不可忽视的。
4.1影响煤炭自燃的外因因素：
影响煤炭自燃的外因因素主要有： 1）煤层地质赋存条件 2）地质构造的破坏程度 3）围岩性质 4）采掘技术因素 5）通风条件
3.2煤的自燃倾向性鉴定
鉴定煤的自燃倾向性对于掌握自燃火灾的发生规律，有 针对性地采取防火措施具有重要意义。
我国《煤矿安全规程》（第209条）第228条规定： 煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。 新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供 煤样和资料送国家授权单位作出鉴定，鉴定结果报省（自治 区、直辖市）煤矿安全监察机构及煤炭管理部门备案。 生产矿井延深新水平时，必须对所有煤层的自燃倾向性 进行鉴定。 开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须采取综合预防煤 层自然发火的措施。 目前常用的测试方法有：
煤层自燃倾向性鉴定
岩层移动形式 （一）弯曲，这岩层移动的主要形式。当地下开采后，从直接顶 板开始沿层面法线方向弯曲，直到地表。 （二）岩层的垮落（或称冒落）。当煤层采出后，采空区附近上 方岩层弯曲而产生拉伸变形。当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强 度时，岩层破碎成大小不一的岩块，冒落充填于采空区。此时， 岩层不再保持其原有的层状结构。这是岩层移动过程中最剧烈的 形式，通常只发生在采空区直接顶板岩层中。 （三）煤的挤出（又称片帮）。采空区边界煤层在支承压力作用 下，一部分被压碎挤向采空区，这种现象称为片帮。由于增压区 的存在，煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩，从而 使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
2.煤层自燃勘查 综合物探方法：其中高精度磁测扫面确定自燃 边界,二维地震剖面解释煤自燃层位。 磁法
3.自燃治理
形成煤田自燃火区必须同时具备合适的温度、氧气和煤 层三要素,因而灭火工作也就针对这三个因素进行,并由 此产生多种灭火方法。 目前最常用的有: a. 覆盖法:采用沙、黄土等细粒松散物覆盖煤田自燃区, 隔绝氧气的供给; b. 剥离法:在煤层露头自燃区剥离掉正在自燃的煤层,去 掉火种; c. 注水法:通过钻孔或裂隙注水,降低煤层自燃温度,使火 熄灭; d. 注浆法:通过钻孔、裂隙或巷道注入泥浆,降低温度,切 断煤与氧气的接触,达到灭火的目的。
1、清风堵漏，均压通风 2、插管喷注阻化液、埋管注胶 3、地面注氮 4、火区密闭
4.煤层覆岩移动规律与开采沉陷
在地下开采前，岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。 局部矿体被采出后，在岩体内部形成一个采空区，导致周围岩体 应力状态发生变化，引起应力重分布，从而使岩体产生移动变形 和破坏，直至达到新的平衡。随着采矿工作的进行，这一过程不 断重复。它是一个十分复杂的物理、力学变化过程，也是岩层产 生移动和破坏过程，这一过程和现象称为岩层移动。
煤自燃机理及自燃倾向性
抑制煤的自燃。
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二、煤自燃机理及自燃倾向性
吸氧量与湿度关系
煤的吸氧量与湿度之间的关系
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二、煤自燃机理及自燃倾向性
３.1 影响煤的自燃倾向性的因素 3） 煤岩成份
按煤岩成份可将煤的类型分为：暗煤、亮煤、镜煤、丝煤
燃的煤中加入30％的黄铁矿即可变为具有自燃倾向性的煤。
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二、煤自燃机理及自燃倾向性
1 黄铁矿作用学说 黄铁矿作用学说认为煤的自燃是由煤层中的黄铁矿 （FeS2）与空气中的水份和氧相互作用、发生热反应而引 起的。
2FeS2 + 2H2O + 7O2—2FeSO4 + 2H2SO4+Q1
黄铁矿的另一个作用：促使煤体氧化的物理作用，即
黄铁矿氧化时体积增大，对煤体具有胀裂作用，能够使煤 体裂隙扩大和增多，与空气的接触面积增加，因而导致氧 气渗入，促使煤的氧化。
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二、煤自燃机理及自燃倾向性
1.2.1 细菌作用学说 英国学者帕特尔(Potter.M.C) 认为在细菌的作用下， 煤在发酵过程中放出一定热量对煤的自燃起了决定性的作 用。 波兰学者杜博依斯(Dubois．R)等人在考查泥煤的自 热与自燃时指出：当微生物极度增长时，一般都伴有一个 生化的放热过程。在30℃以下是亲氧的真菌和放线菌起主
３）自燃阶段：
煤温达到其自燃点后，若外界条件发生变化，温度将 降下来，则进入风化状态，若能得到充分的供氧风，则发 生燃烧，出现明火、烟雾、一氧化碳、二氧化碳以及各种 可燃气体。
煤的自燃倾向性新分类方法
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第 1期
王继仁等 : 煤的自燃倾向性新分类方法
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是煤与氧发生物理化学吸附的吸附热 . ( 2 ) 由热重曲线可以看出 , 煤体温度从 25 ～108 ℃为失水阶段 , 从 108 ～276 ℃为氧化增重阶段 , 276 ℃ 以后为着火燃烧阶段 . 在失水结束后的增重阶段 , 经过失水干燥后的煤大量吸附氧气 , 并发生复杂 的化学反应 , 生成过渡中间体络合物 , 表现在 TG曲线上为增重 . 煤中的官能团发生氧化反应放出热量 , 从煤的结构和化学反应来看 , 标志着煤有机大分子中稠环芳香体系周围的烷基侧链 、含氧官能团 、桥键及 其它小分子开始断裂或分解 , 并生成新的中间过渡络合物 . 从增重转为失重的拐点温度为煤的着火温度 , 本文定义增重阶段所对应的活化能为着火 活化能 . ( 3 ) 从加热失重到失重结束转为增 重阶段的温度为失水温度结束点 , 从增重 阶段转为失重阶段的温度为着火温度 . 神 东矿区实验煤样的着火与失水温度结束点 见表 1. ( 4 ) 当温度继续升高 , 约在 400 ℃, 样品在 DSC 曲线上出现了第 1 个放热峰 , 此峰点对应温度反映了挥发物的最大燃烧
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煤 炭 学 报
2008 年第 33 卷
化学反应的碰撞称为有效碰撞 , 能发生有效碰撞的分子称为活化分子 . 碰撞理论活化能指的是活化分子至 少要具备的最低能量 . 化学反应活化能越大 , 表明要活化普通分子所需的能量越大 ; 活化能越小 , 则活化 所需的能量越小 . 对于化学反应 , 影响其反应速率的主要有浓度 、温度 、催化剂等因素 , 催化剂加快化学 反应速率的原理就是降低了其活化能 . 煤的燃烧反应是复杂的多级反应 , 活化能的物理意义无法明确为某 一基元反应的能垒 , 所以称为表观活化能 . 煤的热重实验表明 , 在程序升温条件下 , 煤的燃烧过程分为失 水失重 、氧化增重和着火燃烧 3 个阶段 . 在失水结束后的增重阶段 , 是经过失水干燥后的煤大量吸附氧气 发生复杂的物理化学反应的结果 , 从增重转为失重的拐点温度为煤的着火温度 , 增重阶段的活化能为着火 活化能 . 着火活化能能够反应煤自燃的本质 .
煤自燃倾向性测定方法
目录煤的自燃倾向性是矿井防灭火工作的基础，为此我国《煤矿安全规程》明确规定，所有煤矿都要对开采煤层的自燃倾向性作出鉴定。
进行煤的自燃倾向性鉴定是一项系统、复杂、严谨的工作，因此有必要对煤的自燃倾向性的测定工作进行规范和细化，因此编制了煤自燃倾向性测定方法的作业指导书。
本作业指导书将介绍测定工作的仪器、测定方法、测定结果的整理分析等内容，以供测定人员学习和参考。
使测定人员对测定工作有较全面和系统地了解，顺利地完成测定工作。
2009年8月8日1 主要内容和适用范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 煤自燃倾向性测定目的 (1)4 煤自燃倾向性测定方法 (1)4.1 仪器设备及用具 (1)4.2 煤样的制备与管理 (1)4.3 测定步骤 (2)5 煤自燃倾向性等级分类及分类指标 (2)5.1 煤自燃倾向性等级分类 (2)5.2 煤自燃倾向性分类指标 (2)附录：煤的坚固性系数测定原始记录表 (4)1 主要内容和适用范围本作业指导书规定了煤自燃倾向性鉴定方法、分类指标及分类等级。
本作业指导书适用于煤的坚固性系数测定。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本作业指导书的条款。
GB/T 20104-2006 煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法GB/T 212-2008 煤的工业分析方法GB/T 214-2007 煤中全硫的测定方法GB/T 217-2008 煤的真相对密度测定方法GB 474-2008 煤样的制备方法GB 482-2008 煤层煤样采取方法3 煤自燃倾向性测定目的煤的自燃倾向性是矿井防灭火工作的基础，为此我国《煤矿安全规程》明确规定，所有煤矿都要对开采煤层的自燃倾向性作出鉴定。
4 煤自燃倾向性测定方法4.1 仪器设备及用具煤自燃性测定仪、精度0.0001g的分析天平、煤样粉碎机、标准分样筛（孔径0.10、0.15mm各一个），专用样品管、氮气及氧气钢瓶。
4.2 煤样的制备与管理（1）煤样水分影响进一步粉碎时，自然干燥后将全部煤样破碎至10mm以下，用堆锥四分法缩分至100~150 g，用于制备分析用煤样，其余煤样按原包装密封后封存作为存查煤样。
煤层自燃倾向性的鉴定方法
煤层自燃倾向性的鉴定方法(图文)我国目前预测自然(1)在实验室确定自燃倾向性等级;(2)根据本矿或条件相似(近)矿井或采区的已有的自然发火的统计资料，确定待采(或本)煤层的自然发火期。
发火的方法有：一、煤层自燃倾向性的鉴定方法1992年版的《煤矿安全规程》执行说明规定采用吸氧量法。
即“双气路气相色谱仪吸氧鉴定法”，鉴定结果按表10-4-1分类(方案)确定自燃倾向性等级。
[最专业的安全生产管理-风险世界网]二、煤层自然发火期的估算方法及其延长途径1、煤层的自然发火期估算方法目前我国规定采用统计比较和类比的方法确定煤层的自然发火期。
其方法如下：(1)统计比较法，矿井开工建设揭煤后，对已发生自然发火的自然发火期进行推算，并分煤层统计和比较，以最短者作为煤层的自然发火期。
计算自然发火期的关键是首先确定火源的位置。
此法适用于生产矿井。
(2)类比法，对于新建的开采有自燃倾向性的煤层的矿井，可根据地质勘探时采集的煤样所做的自燃倾向性鉴定资料，并参考与之条件相似区或矿井，进行类比而确定之，以供设计参考。
此法适用于新建矿井。
2、延长煤层自然发火期的途径煤炭自燃的发展过程受自燃倾向性(即低温时的氧化性)、堆积状态、通(漏)风强度(风量和风速)以及与周围环境的热交换条件等多种因素影响，其发展速度是可以通过人为措施而改变的，因此，煤层的自然发火期是可以延长的。
其途径有：1)减小煤的氧化速度和氧化生热，减小漏风，降低自热区内的氧浓度;选择分子直径较小、效果好的阻化剂或固体浆材，喷洒在碎煤或压注至煤体内使其充填煤体的裂隙，阻止氧分子向孔内扩散。
2)增加散热强度，降低温升速度。
增加遗煤的分散度以增加表面散热量;对于处于低温时期的自热煤体可用增加通风强度的方法来增加散热;增加煤体湿度。
三、外因火灾预测外因火灾预测可遵循如下程序：(1)调查井下可能出现火源(包括潜在火源)的类型及其分布;(2)调查井下可燃物的类型及其分布;(3)划分发火危险区(井下可燃物和火源(包括潜在火源)同时存在的地区视为危险区)。
7煤的自燃倾向性及发火期
4、确定煤自燃发火期的方法 确定自然发火期的方法
统计比较法 类比法 实验室测定法 综合法
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4、确定煤自燃发火期的方法
统计比较法：通过对煤层的自燃情况作认真的统计和记录， 将同一煤层发生的各项自燃火灾逐一比较，以其发火时间最 短者作为该煤层的自然发火期，一般以月为单位。
类比法：根据地质勘探时采集的煤样所做的自燃倾向性鉴定 资料，并参考煤层、地质条件、赋存条件和开采方法与之相 似的采区或矿井，进行类比估算。
煤的自燃倾向性及发火期
1、煤的自燃倾向性
煤的自燃倾向性:煤自燃难易程度，是煤低温氧化性的体现，是煤的内在 属性之一 ；
《煤矿安全规程》规定：新建矿井的所有煤层和生产矿井延深新水平时， 必须对所有煤层的自燃倾向性进行鉴定；
科学地鉴定煤自燃倾向性对于矿井防灭火和煤炭储运过程是至关重要的。
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2、煤自燃倾向性的测试方法
着火点温度降低值法 双氧水法 色谱吸氧鉴定法 氧化动力学测定方法
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2、煤自燃倾向性的测试方法——色谱吸氧法
以1g干煤在常温（30℃）、常压下的物理吸附氧量作为分类的主要指
标，并综合考虑干燥无灰基挥发分及含硫量来对煤的自燃倾向性进行
分类。
煤样干燥无灰基挥发分Vdaf＞18%时自燃倾向性分类
自燃倾向性分类
容易自燃 自燃
不易自燃
判定指数I
I＜600 600≤ I≤1200
I＞1200
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3、煤自燃发火期
煤的自然发火期是煤炭自然发火危险性的时间量度，即煤体 从暴露在空气环境之时起到自燃（温度达到该煤的着火点温 度）所需的时间。
煤的最短自然发火期是指煤矿矿井某一煤层自然发火观察和 记录的数据中最短的一个时间值。
自燃发火煤层相关标准汇总
自燃发火矿井应遵守的相关规定一、2013版《煤矿安全规程》对自燃发火矿井的要求第68条〔四〕高瓦斯矿井的易自燃煤层，应当采取以预抽方式为主的综合抽放瓦斯措施和综合防灭火措施，保证本煤层瓦斯含量不大于6m3/t或工作面最高风速不大于4.0m/s。
第133条一个矿井中只要有一个煤〔岩〕层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。
瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。
矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：〔一〕低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
〔二〕高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。
〔三〕煤〔岩〕与瓦斯〔二氧化碳〕突出矿井。
每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，报省〔自治区、直辖市〕负责煤炭行业管理的部门审批，并报省级煤矿安全监察机构备案。
上报时应包括开采煤层最短发火期和自燃倾向性、煤尘爆炸性的鉴定结果。
第137条〔八〕专用排瓦斯巷禁止布置在易自燃煤层中。
第148条〔一〕抽放容易自燃和自燃煤层的采空区瓦斯时，必须经常检查一氧化碳浓度和气体温度参数的变化，发现有自然发火征兆时，应当立即采取措施。
第175条装备矿井安全监控系统的开采容易自燃、自燃煤层的矿井，应设置一氧化碳传感器和温度传感器。
第214条突出的煤必须与时清理，以防自燃引起煤尘爆炸。
清理突出的煤时，必须制定防煤尘、片帮、冒顶以与瓦斯超限、出现火源、再次发生事故的安全措施。
第228条煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。
新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供煤样和资料，送国家授权单位作出鉴定，鉴定结果报省级煤矿安全监察机构与省〔自治区、直辖市〕负责煤炭行业管理的部门备案。
生产矿井延深新水平时，必须对所有煤层的自燃倾向性进行鉴定。
开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须采取综合预防煤层自然发火的措施。