煤炭自燃

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煤堆自燃原因分析与防治措施

煤堆自燃原因分析与防治措施
定期开展煤堆安全管理培训,提高员工的安全意识和操作技能, 减少人为因素导致的自燃风险。
强化供应链管理
加强与供应商的合作与交流,确保进货煤炭的质量稳定,降低自 燃倾向性。
持续研究与教育
深化自燃机理研究
继续投入资源,深入研究煤的自燃机理,为自燃防治提供更科学 的理论依据。
交流合作与学术研讨
积极参与国内外相关领域的交流合作与学术研讨,共享研究成果, 共同推动煤堆自燃防治技术的进步。
温,及时采取应对措施。
灭火器材配备
在煤堆附近配备灭火器材,如灭 火器、灭火沙等,以便在发现自
燃时迅速进行初期火灾扑救。
自动灭火系统
安装自动灭火系统,一旦监测到 煤堆温度异常升高,自动启动灭
火装置,对煤堆进行灭火。
管理措施
定期检查
01
对煤堆进行定期检查,包括温度、湿度、氧化程度等,确保煤
堆处于安全状态。
培训工作人员
02
对工作人员进行煤自燃防治知识培训,提高其对煤自燃的认识
和应对能力。
建立应急预案
03
制定煤自燃应急预案,明确应急响应流程和责任人,确保在发
生自燃时能够迅速、有效地进行处置。
未来展望与持续改
04
进措施
技术创新
智能化监测技术
通过引入先进的温度、氧气等传感器,实时监测煤堆的温度、氧气 浓度等关键参数,实现煤堆自燃风险的早期预警。
煤堆自燃的危害
01
02
03
环境污染
煤堆自燃会产生大量的有 害气体和烟尘,对环境和 大气造成严重污染。
资源浪费
自燃导致煤炭燃烧损失, 直接造成资源的浪费。
安全隐患
煤堆自燃可能引发火灾, 对周边设备和人员安全带 来威胁。

煤场自燃应急处置方案

煤场自燃应急处置方案

煤场自燃应急处置方案
背景
煤场是储存煤炭的场所,由于煤炭易燃、自燃等特性,煤场火灾常常发生,一
旦发生煤场自燃,处理难度较大,必须及时采取措施进行处置。

应急处置方案
一、应急预案
1.负责人应立即组织员工进行煤场自燃的应急处理,并且启动相应的应
急预案;
2.紧急通知当地消防、环保和安全相关人员参与应急处置;
3.制定有效的处置方案,通过组织力量和动员资源,积极处置煤场自燃。

二、现场处置
救援措施:
1.确认火灾部位和范围,布置一定范围内的警戒线;
2.确认火源,并采用干粉灭火器和二氧化碳灭火器进行初步灭火;
3.确认有无可燃气体是否泄漏,及时采取相应措施;
4.设立良好的疏散通道,确保人员安全疏散;
5.确保灭火器材和距离灾害现场的合理安排;
6.充分利用消防设备设施,消除隐藏的火源。

三、后续处理
1.明确污染煤矸场周围的空气是否超标,确保安全环保;
2.制定处理计划,及时清理灭火现场的污染物;
3.根据现场情况,适时进行事故调查和评估,以便总结经验,不断完善
煤场自燃应急处理方案;
4.建立煤场安全管理制度,从源头上控制危险点和隐患,提前预防和控
制煤场自燃事故的发生。

总结
尽管煤场自燃事故不易发生,但一旦发生,后果严重。

因此,建立有效的应急
预案和处置方案至关重要。

只有通过严格的管理、及时的应急处置和后续处理,才能有效预防和控制煤场自燃事故的发生,确保个人和环境的安全。

煤炭自然发火专题论文

煤炭自然发火专题论文

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。

煤炭自燃火灾分析及采取的安全措施

煤炭自燃火灾分析及采取的安全措施

高温环境会加速煤炭的氧化反应,提高自 燃的风险。
积煤堆积
不当储存
长时间堆积的煤炭容易发生自燃,因为堆 积内部的煤炭与空气接触不充分,导致氧 化反应产生的热量不易散发。
如果煤炭储存环境潮湿、通风不良或者受 到阳光长时间暴晒,都有可能提高自燃的 风险。
02
煤炭自燃火灾分析
热力分析
热量积聚
煤炭自燃火灾通常起源于煤炭内 部热量的积聚。在适宜的条件下 ,煤炭内部的热量逐渐积累,达 到煤炭的自燃温度,引发火灾。
微生物分析
1. 控制煤炭堆存环境
保持良好的通风条件,减少热量积聚 ,降低自燃风险。
2. 合理配煤
控制煤炭的水分含量,通过合理配煤 ,降低自燃的可能性。
3. 微生物防控
定期检测煤炭中的微生物种类和数量 ,采取必要的防控措施,抑制微生物 的生长和活动。
4. 温度监控
定期对煤炭堆存区域进行温度监测, 及时发现潜在的自燃风险。
灭火器材配备
在储煤场、输送带等关键部位配 备适量的灭火器材,如灭火器、 灭火沙箱等,确保在发现火情时
能够迅速进行初期扑救。
消防设施
设立消防水池、消防泵房等消防 设施,确保在火灾发生时能够提
供足够的消防用水。
员工培训
定期对员工进行消防培训,提高 员工的火灾应对能力,确保在紧 急情况下能够迅速、有效地使用
后期处理与调查
火场清理:在灭火救援行动 结束后,对火场进行清理, 消除安全隐患,防止次生事 故的发生。
事故调查:成立事故调查组 ,对火灾事故进行深入调查 。调查内容包括火灾原因、 责任追究、改进措施等,为 后续防范类似事故提供经验 教训。
恢复生产:在确保安全的前 提下,逐步恢复生产活动。 对受损设备设施进行修复或 更换,确保生产线的正常运 行。

露天矿煤炭自燃的原因及防治

露天矿煤炭自燃的原因及防治

露天矿煤炭自燃的原因及防治背景介绍露天矿是一种采矿方式,通常用于开采煤炭、铁矿石等矿物。

在露天矿中,煤炭暴露在大气中,容易受到氧气和水分的影响,进而引起自燃。

煤炭自燃不仅会造成经济损失,还会对矿区环境和人员的安全产生严重威胁。

因此,了解露天矿煤炭自燃的原因及防治,对于保障矿区的安全运营、减少经济损失具有重要的意义。

煤炭自燃的原因煤质因素煤质是煤炭自燃的重要因素之一。

煤炭中的各种化学成分、粉煤灰含量、挥发分含量等指标均会对煤炭自燃的程度产生影响。

例如,煤中的硫化物含量高会促进煤炭自燃,而高粉煤灰含量则能够加速自燃的速度。

氧气因素露天矿开采时,煤炭暴露在大气中,与氧气发生反应,从而引起自燃。

煤炭自燃需要的氧气浓度非常低,只要空气中氧气浓度高于10%,就可能引发自燃。

因此,在采矿过程中应该尽量减少煤炭接触空气的时间,减少氧气的供应,从而减少自燃的可能性。

水分因素水分是露天矿煤炭自燃的重要因素之一,因为水分能够促进煤炭中的化学反应和微生物生长。

当煤炭中的水分达到一定的含量时,微生物会繁殖并产生大量的热量,从而引起自燃。

因此,在采矿过程中应该尽量保持煤炭的干燥,避免煤炭中水分的过高含量。

煤炭自燃的预防和控制传统防治方法传统的防治露天矿煤炭自燃的方法主要有:加水浇灭、松筛降火、人工排烟等。

这些方法可以起到一定的控制作用,但是操作复杂,效率低下,有时会造成二次自燃。

现代防治方法现代的防治露天矿煤炭自燃的方法主要有:远程监测、气体抽放、抑制剂喷洒等。

这些方法可以实现自动化操作,提高防治效率,减轻人工负担,有效防止自燃的发生。

例如,远程监测系统可以通过监测煤堆温度、氧气浓度等指标,及时掌握煤炭自燃的风险等级;气体抽放可以通过抽走煤堆中的氧气,控制自燃的扩散;抑制剂喷洒则可以通过喷洒抑制剂,控制自燃的发生。

结论露天矿煤炭自燃是一种常见的事故,会给矿区环境和人员的安全产生严重威胁。

煤质、氧气、水分等因素是自燃的主要原因,远程监测、气体抽放、抑制剂喷洒等现代防治方法可以有效控制自燃的发生。

煤炭自燃机理及防治措施

煤炭自燃机理及防治措施

煤炭自燃机理及防治措施1. 煤炭自燃机理煤炭在长期堆放或运输过程中,由于各种原因会发生自燃。

煤炭自燃是指煤炭在空气中氧化产热,炭渣在热的作用下又反过来氧化,从而释放出更多的热,不断形成自蒸自燃的链式反应,最终导致整个煤堆自燃。

1.1 自燃的原因自燃的原因很复杂,主要有以下几个方面: 1. 煤本身所含的杂质会使氧化反应更加迅速; 2. 煤的结构特性,例如表面积、孔隙率、含水率等都对煤的自燃性质有影响; 3. 煤的存储和运输中遇到的气候和环境变化会产生影响; 4. 存储堆放方式不合理,破坏了煤堆的组织结构、增加了煤堆的密度和湿度等也是影响因素之一; 5. 存放时间过长,不适当的处理方式等也会导致自燃。

1.2 自燃的过程煤的自燃过程发生在空气中。

煤堆中的空气和煤堆表面的空气形成煤堆空气层。

在运动的空气的作用下,煤堆表面的水分开始蒸发,导致煤堆表面温度升高。

随着温度的升高,煤中的水分挥发,煤内部局部升温。

当局部温度达到煤的自燃点时,就会引起自燃。

同时,煤中还可能存在化学反应,例如氧化、聚合等反应,加速了自燃的过程。

1.3 自燃的类型自燃可分为三类:微观自燃(微小的火花、电火花等导致)、局部自燃(局部温度升高、氧化反应开始时产生)、全面自燃(煤堆内多处同时发生火灾,煤炭质量严重下降)。

2. 煤炭自燃防治措施为了预防煤堆自燃,要采取一系列防治措施,包括: 1. 煤堆的布放和运输要注意放置、通风和排水,保证煤质的稳定。

2. 在堆放和运输中,要注意煤堆的密度和高度,堆放时间不宜过长,防止煤的自然风化和氧化。

3. 堆放地的基础要坚实,同时要注意煤堆的密实度和排水,确保煤堆安全。

4. 监测煤堆的温度,及时检测异常情况,采取相应防止措施,避免煤的自燃。

5. 对煤堆的管理要循环利用,减少浪费,以便提高效益,节约资源。

6. 加强对科研和技术的投资,提高煤堆的安全性,有选择地适当地提高煤的自燃点,减轻煤的自然风化和氧化过程。

煤层自燃

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。

煤炭堆积过高自燃原理

煤炭堆积过高自燃原理自燃是指物质在没有外部引火源的情况下,由于自身内部热量的积累而发生燃烧的现象。

煤炭作为一种常见的燃料,在一定条件下也会发生自燃。

而煤炭堆积过高是引发煤炭自燃的重要原因之一。

下面我们将从煤炭的特性、堆积过高的影响以及自燃的原理等方面来探讨煤炭堆积过高自燃的原理。

我们需要了解煤炭的特性。

煤炭是一种含碳量高的有机物质,其主要成分是碳、氢、氧、氮等元素,其中碳的含量最高,可以达到80%以上。

煤炭中还含有少量的硫、磷、钾等元素,以及一些水分和灰分。

煤炭的燃烧过程是一个复杂的化学反应过程,需要一定的温度和氧气供应。

煤炭堆积过高会对煤炭产生一系列的影响。

首先,堆积过高会使煤炭之间的间隙变小,空气流通不畅,导致氧气供应不足。

接下来,我们来了解煤炭自燃的原理。

煤炭的自燃主要是由于其内部的热量积累超过了散发出去的热量,导致煤炭自身开始发生燃烧。

煤炭的自燃过程可以分为三个阶段:加热阶段、发火阶段和燃烧阶段。

在加热阶段,煤炭受到外界热源或者自身氧化反应的影响,开始升温。

随着温度的升高,煤炭内部的水分开始蒸发,煤炭的结构开始破坏,释放出大量的热量。

这些热量会进一步加速煤炭的升温,形成一个自我加热的循环。

在发火阶段,当煤炭的温度达到一定程度时,煤炭中的可燃物质开始氧化反应,释放出大量的热量。

这些热量进一步加剧了煤炭的升温,煤炭的表面开始冒烟,甚至发生明火。

此时,煤炭已经进入了自燃的快速发展阶段。

在燃烧阶段,煤炭的内部温度继续升高,煤炭中的可燃物质不断氧化反应,释放出大量的热量。

这些热量进一步加剧了煤炭的升温,使煤炭的燃烧更加剧烈。

同时,煤炭燃烧产生的烟气中含有大量的可燃气体,这些可燃气体在空气中遇到明火或高温时会发生燃烧,进一步加剧了煤炭的自燃过程。

煤炭堆积过高自燃的原理是由于煤炭堆积过高导致空气流通不畅,氧气供应不足,同时堆积过高还会增加煤炭的堆积重量和堆积面积,加速了煤炭的氧化反应。

随着煤炭内部热量的积累超过散发出去的热量,煤炭开始自燃,进入加热、发火和燃烧三个阶段。

煤炭自燃机理及综合防治措施

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。

煤炭自燃及其预防措施

煤炭自燃及其预防措施
煤炭自燃是一种比较常见的现象,煤炭在运输、储存、使用等过程中由于自身固有的物理、化学特性而引发燃烧。

煤炭自燃对于生产和环境都会造成重大影响,因此采取一定的预防措施变得非常必要。

煤炭自燃的原因:
煤炭自燃的原因主要是由于内部发生了化学反应引发热量,导致煤炭温度逐渐升高。

煤炭中含有丰富的碳元素,与氧气接触时会发生化学反应,产生大量的热量,煤堆内部温度逐渐升高,当温度达到一定值时,便会引发煤炭的自燃。

煤炭自燃的预防措施:
1. 控制煤堆高度和面积:煤堆的高度和面积对于煤的自燃有很大的影响。

一般来说,越高的煤堆自燃的概率就越大,因此在储存煤时,应该把煤堆的高度和面积控制在一定的范围内。

2. 煤堆排风除尘:在煤堆的存放过程中,应该设置排风除尘设备,保持煤堆的良好通风,避免冷却不良引发煤的自燃。

3. 煤堆湿度控制:煤堆的湿度也是影响煤的自燃的一个因素,过于干燥的煤堆容易发生自然燃烧,因此应该在煤堆湿度不足时及时添加水分。

4. 检测设备实时监测:在煤炭的储存和使用过程中,应该设置煤的自燃监测设备,对煤堆内部的温度及时监测,发现异常情况及时采取措施,避免煤的自燃。

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煤炭自燃机理及防治措施1 煤的自燃机理1.1 概述关于煤的自燃问题,长期以来,一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因,由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量,在有水分参加的情况下,可以形成硫酸,它是很强的氧化剂,更加速煤的氧化,促进煤的自燃。

需要指出,有的含有黄铁矿的煤,虽然经过长斯放置,并不一定发生燃,而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。

因此,煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。

其主要原因是由于吸收了空气中的氧气,使煤的组成物质氧化产生热量,再被水湿润,就放出更多的湿润热,也会加速煤的自燃。

此外,煤的自燃还与煤本身的性质有关。

如煤的品级;煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙;煤层埋藏深度和煤层厚度;开采方法和通风方式等。

煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。

1.2 煤自燃的不同阶段(1)水吸附阶段。

与其他阶段不同,这个阶段只是个物理过程,煤与氧不会发生反应,煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因,但他对煤自热,特别是低品级的煤自热有重要影响。

当水被煤吸附时会放出大量热,即润湿热。

所以,多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。

(2)化学吸附阶段。

煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。

该阶段的反应温度为环境温度至70℃。

这伸过程中煤吸附氧气会产生过氧化物,因而叫做化学吸附阶段。

化学吸附阶段煤重略有增加,并产生气体,其中的CO可作为标准气体,通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报,化学吸附阶段需要少量水参加反应。

根据煤的品级和类型不同,化学吸附的放热量在5.04~6.72J/g 之间变化。

若煤温达到70℃时会分解,煤重随之在幅度下降,甚至比原始煤重还要轻。

煤中水汾的蒸发可带走一些热量,该过程产热量晨16.8~75.6J/g间变化。

若煤氧化进行到这个阶段,想使其不自燃是非常困难的。

(3)煤氧复合物生成阶段。

该阶段生成一种稳定的化合物,即煤氧复合物。

其反应温度范围为150~230℃。

产生的热量25.2~003.4J/g。

这个阶段煤重又有所增加,煤氧化进行到这个阶段必然发生自燃。

(4)燃烧初始阶段。

这是煤氧复合物生成阶段到煤快速燃烧阶段的过渡时期,煤温达230℃时,煤氧化可进行到个阶段。

此时煤的反应热为42~243.6J/g。

这些热量使煤迅速上升促进了煤的快速燃烧。

(5)快速燃烧阶段。

这是煤自热的最后阶段,它描述了煤的实际燃烧过程。

依氧气供应充足与否,这个阶段可能发生干馏、不完全燃烧或安全燃烧。

如果燃烧充分,其反应热等于煤的发热值。

2 煤的自热影响因素2.1 煤质煤质本身对煤自热敏感性有显著的影响。

(1)煤的品级。

煤的品级表明了煤的变质程度,常用挥发分含量和含煤量表示。

品级低的纯煤自热热敏感性高,而且,随着煤的品能升高其自热敏感性下降。

因而,干燥褐煤最易自热而无烟煤几乎不自热。

但含有大最水分的褐煤较纯褐煤不易自燃。

(2)煤的水分含量。

煤中水分的含量对煤的自燃性有很大影响。

水分含量达饱和的煤,特别是在水分含量高的褐煤和次烟煤被开采和干燥前,煤体不再吸附水分,因而不能放出润湿热。

煤氧化放出的热量通常使内在水分温度升高。

另一方面,自热时的化学反应需要有少量的水分参加。

低口级煤水分含量远远大于化学反应的需要量。

因而,对低品级煤来说,水分实际上是煤自热的阻化剂。

(3)矿物质。

煤中的矿物成分也叫灰分。

它可与氧反应放热增加煤温,而且使煤分解以增加煤与空气接触的表面积,如黄铁矿,它可以吸收氧化反应放出的部分热量降低煤的氧化反应进程;煤的高灰分使单位质量的氧化热降低。

2.2 开采和贮运的环境因素环境因素对煤自热的影响为:可使煤的水分含量发生变化;改变煤氧接触条件:使生产成的热量扩散。

可分为:(1)地质因素。

断层和裂隙有利于空气和水分与煤接触。

因而散热没有明显增加,却增加了煤发生氧化的机会和水的吸附。

也就是说断层和裂隙增加了煤自燃的危险性。

埋藏深的煤层地面漏风较少。

采空区遗煤(特别对于厚煤层)因不能完全回采而增中了煤的自燃危险性。

(2)开采因素。

开采因素对煤自燃的影响主要有2个方面,即通风和煤破碎,没有通风或通风充分的地方,煤自燃的可能性较低。

而通风不充分地方煤自燃的可能性较大。

裂隙漏风是不充分漏分,它创造了煤进一步氧化的条件,而散热条件并未被改善。

所以,任何漏风对煤炭自燃来说都是很危险的。

(3)贮运因素。

在贮存和运输过程中,影响煤自燃的因素要为通风不充分和干燥的低品级煤因雨淋和喷洒水产生润湿热。

3 煤炭自燃的综合防治措施3.1煤层自燃的预测预报(1)鉴于煤在低温氧化阶段产生CO,因此,CO是早期揭露火灾的敏感指标。

在矿井的采煤工作面回风道、综掘煤巷等有自然发火的地点设置CO传感器,若发现CO浓度超限,便可采用便携式CO检测仪追踪监测确定高温点。

(2)采用红外探测法判断高温点的位置,红外探测法其基本原理是,根据红外辐射场的理论,建立火源与火源温度场的对应关系,从而推断出火源点的位置。

(3)用钻孔测温辅助监测。

对顶煤破碎或有自燃危险的地点,埋设测温探头,定期监测温度变化情况。

(4)加强漏风检测。

定期采用示踪气体法,检查顺槽漏风量。

对漏风集中的区域加强观测。

3.2 预防措施(1)均压通风控制漏风供氧。

均压通风是控制煤层开采中采空区等漏风的有效措施。

首先,要在保证冲淡CH4,风速,气温和人均风量的要求下,全面施行区域性均压通风,其调压措施包括单项调压和多项措施联合调压,具体实施中的形成的工作面均压逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均压。

(2)喷浆堵漏钻孔灌浆。

对煤层开采中的可疑地点或已出现隐患地点进行全封闭喷浆和打浅密集钻孔注浆,是防止自然发火的2个有效措施。

(3)注凝胶防灭火。

采用注凝胶技术处理高温点或自然发火是煤层开采中防灭火的重点措施,其方法是将凝胶注入高温点或火点的周围煤体中,其作用是既可以封堵漏风通道,又可以吸热降温。

2 煤的自热影响因素2.1 煤质煤质本身对煤自热敏感性有显著的影响。

(1)煤的品级。

煤的品级表明了煤的变质程度,常用挥发分含量和含煤量表示。

品级低的纯煤自热热敏感性高,而且,随着煤的品能升高其自热敏感性下降。

因而,干燥褐煤最易自热而无烟煤几乎不自热。

但含有大最水分的褐煤较纯褐煤不易自燃。

(2)煤的水分含量。

煤中水分的含量对煤的自燃性有很大影响。

水分含量达饱和的煤,特别是在水分含量高的褐煤和次烟煤被开采和干燥前,煤体不再吸附水分,因而不能放出润湿热。

煤氧化放出的热量通常使内在水分温度升高。

另一方面,自热时的化学反应需要有少量的水分参加。

低口级煤水分含量远远大于化学反应的需要量。

因而,对低品级煤来说,水分实际上是煤自热的阻化剂。

(3)矿物质。

煤中的矿物成分也叫灰分。

它可与氧反应放热增加煤温,而且使煤分解以增加煤与空气接触的表面积,如黄铁矿,它可以吸收氧化反应放出的部分热量降低煤的氧化反应进程;煤的高灰分使单位质量的氧化热降低。

1 煤炭自燃的危害1.1 自然给露天矿带来边坡稳定问题,增加了日常边坡管理的难度。

露天矿的北端帮由于煤的自燃,破坏了原设计的边坡角度,容易发生北端帮台阶塌方、滑坡事故。

1.2 由于我矿属于深凹露天矿,煤炭自燃所产生的大量有毒、有害气体很难排出坑外,生产现场作业人员的身体健康受到一定伤害,污染了环境,影响了设备操作人员的视线。

1.3 初步统计从2009年3月份至7月份纯燃烧掉的煤炭近1000吨,直接经济损失达50万元。

由于煤炭的自燃,给矿山带来了巨大的经济损失。

2 煤炭自燃的原因煤层自燃又称煤层自然发火,是指在没有外来热源的情况下,由于煤自身氧化积热,使煤的温度升高而发生的燃烧现象。

煤的氧化和自燃是基——链反应,即具有自燃倾向性的煤与空气接触,能吸附空气中的氧而在煤的表面生成不稳定的初级氧化物,使煤的化学活性增强,进而煤的氧化速度加快,氧化放热量加大,当热量不能及时散发时,煤温就会逐渐升高,当达到煤的着火点时(300-350℃),便开始自燃。

煤炭自燃的必要充分条件是:①有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态,堆积厚度一般要大于0.4m。

②有较好的蓄热条件。

③有适量的通风供氧。

氧浓度>15%时,煤炭氧化方可较快进行。

④上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。

上述四个条件缺一不可,前三个条件是煤炭自燃的必要条件,最后一个条件是充分条件。

3 哈尔乌素露天矿煤炭自燃的防治为了防止煤炭自燃,须控制煤与氧接触,并降低反应温度,这是煤矿防灭火技术中最基本也是最重要的原则。

3.1 目前,哈尔乌素露天矿采用的灭火方法主要有注水降温法、强行采出法、土岩堆堵法和隔离法等。

3.1.1 注水降温法利用露天矿现有100吨、40吨水车洒水灭火。

对坑下各处进行监护,发现着火,立即注水降温灭火。

然后用推土机、前装机及汽车联合作业,将浇灭的发火煤运至安全地点,进行彻底处理。

水浇灭火,从经济角度讲,水浇灭火是经济和有效的,但它存在反作用。

表现为:①水浇灭火只能灭掉表面火,不能把火彻底灭掉。

②水把煤层燃烧的灰分、煤粉等冲刷掉,致使新煤面又暴露在空气中,改善了煤的供氧条件,成为新的发火点。

③由于水的作用,产生了大量的水煤气(CO、H2、H2O等混合物),难以在较短时间内散发掉,使表面被灭掉的火又燃烧起来,这就是一个火点总是灭不熄的最直接原因。

④水冲刷后,严重地破坏了非工作帮台阶的完整,同时水注入边坡内,降低了边坡的稳定性。

故此方法只适用于坑下零星火点的防灭火工作。

3.1.2 强行采出法对于自燃的煤台阶,用水浇注灭火是没有明显效果的,极易出现死灰复燃现象。

一般采用电铲或前装机强行采出,排弃至安全排土区,用土岩进行覆盖。

此方法由于电铲或前装机作业时灰尘、烟雾较大,故一般还辅以用注水消尘降温。

该方法适用于小范围灭火,在非工作帮上要与填方夯实结合,才会收到好的效果,但非工作帮使用此方法,存在塌方、滑坡等重大安全隐患。

3.1.3 黄土堆堵法首先用水扑灭明火后,然后在上面覆盖黄土,这样使自燃煤与外界空气相隔离,起到灭火的作用。

因为露天煤矿的敞露空间太大,并且爆破后煤层间隙大,无法实现完全密封,所以这种防治自燃方法没达到长期效果。

3.2 针对我矿实际情况,应借鉴国内外防治自燃技术中先进和有效的措施。

3.2.1 灌浆灭火法预防性灌浆是防止煤自燃发火的一项传统的、也是最为有效、稳定可靠的重要措施,在国内煤矿中得到普遍应用。

灌浆是利用高压水轮或机械设备取土,将其与水按适当配比,制作成有一定浓度的泥浆,再借助于自然压差或泥浆泵,覆盖包裹有自燃倾向的煤层。

预防性灌浆的作用一是隔断供氧通道,二是散热,达到破坏聚热环境的作用。

此方法应用于露天煤矿,对预防煤炭自燃能收到明显效果。

3.2.2 阻化剂、新型凝胶灭火法国内外已经对煤炭自燃防治技术已经作了很多的研究,但是采用化学的方法开发阻燃防灭火材料却是比较新的研究领域。

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