煤炭自然发火的原因是什么，其自燃的条件有哪些

煤体要发生自燃必须具备以下三个条件：

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。

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，产生自燃。

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.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。

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。

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。

空气对煤氧化的最初阶段的特征是氧在煤表面上物理吸附和化学吸附，在物理吸附时能放出与气体凝聚热相当的热量（即物理吸附热），空气中的氧分子与煤表面通过化学作用而形成的吸附。其吸附时放出的热量相当于化学反应执，比物理吸附热大的多。化学吸附是不可逆的。

氧气在煤表面发生化学吸附，并随之形成酸性官能团，如酚-OH，-COOH和CO。如有水存在或因煤的氧化除氢反应（即-CH2→CO-+H2O)而产生水，则同时还会有过氧化物、配合物等形式。后者浓度积累到一定值，且又达到一定温度时，氧化作用将自动加速，如果连锁反应不断进行，放出的热量不能及时排出，一旦达到煤的着火点温度就会引起自燃。

扩展资料：

煤氧复合作用假说认为煤自燃的主要原因是煤与氧气之间的物理、化学复合作用的结果，其复合作用是指包括煤对氧的物理吸附、化学吸附和化学反应产生的热量导致煤的自燃。该假说已在实验室的实验及现场的实践中得到不同程度的证实，因此得到了国内外的广泛认可。

早在1848至1870年间，人们便开始研究煤对氧的吸附作用，并认为煤对氧的吸附作用是煤自燃的一个重要因素。1870年瑞克特（Rachtan·H）研究得出，煤在一昼夜吸氧随煤种不同可达0.1～0.5ml/g；1945年琼斯（Jones E·R）提出，正常温度下烟煤的吸氧能力可达0.4ml/g。

在十九世纪末，霍尔丹（Haldanehe）和米切曼（Meachem）对煤矿井下实际发生的200多次自燃火灾进行了统计分析，并在实验中第一次观测到了煤自燃过程中出现的一氧化碳及其它氧化产物，佐证了煤氧作用的假说。

参考资料：百度百科—煤自燃

一、受煤炭本身所含黄铁矿（又称硫化铁矿）的影响。煤炭中往往夹杂着黄铁矿和其他硫化物，它们与氧结合能够迅速发生化学反应，放出热量，促进煤炭的氧化过程，同时还会使煤炭膨胀、分裂，扩大煤炭的氧化范围。

二、水分和湿度的影响，含水分多的煤炭，因空隙被水分填塞，给热量积聚提供了条件，所以当空气干燥、温度小时，其中的水分容易蒸发，煤炭便不易自燃，空气温度大时，煤炭中的水分，这样便容易造成煤炭的自燃。

三、粒度大小和煤化程度的影响，粒度大的煤炭如块煤，与空气接触面小，易通风散热。自燃可能性就小；粒度小的煤粉，与空气接触面大，易氧化，又不易散热，自燃的可能性就大；煤化程度深的煤炭，含碳量高，挥发物和含水量低，结构紧密，不易氧化和自燃；煤化程度浅的，含碳量低，挥发物和含水量高，结构松散，就易氧化和自燃。煤炭自燃前有许多征兆，常见的有：煤堆冒汽和“出汗”。

四、煤炭堆上在清晨时可以看到有潮湿点；闻到煤油、汽油或松节油的气味或恶臭气味，人员产生头痛等轻度中毒征兆，特别是当煤堆附近热气逼人时，那煤炭内部已可能开始自燃了。为了防止煤堆自燃，可采取下列措施：加强通风。

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，具有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。

（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。煤大体上由有机物和无机物组成,主要可燃元素是碳(约占65%～95%),其次是氢(约占1%～2%),并含少量氧(约占3%～5%,有时高达25%)、硫(约占10%),上述元素一起构成可燃化合物,称为煤的可燃质。除此之外,煤中还含有一些不可燃的矿物质灰分(5%～15%,也有高达50%)和水分(一般在2%～20%之间变化),这些物质称为煤的惰性质。煤被空气中的氧气氧化是煤自燃的根本原因。煤中的碳、氢等元素在常温下就会发生反应,生成可燃物CO、CH4及其他烷烃物质。煤的氧化又是放热反应,如果热量不能及时散发掉,将使煤的堆积温度升高,反过来又加速煤的氧化,放出更多的可燃质和热量。当热量聚集,温度上升到一定值时,即会引起可燃物质燃烧而自燃。

同样，煤炭显氧化分解现象更加常见，这是因为煤炭在氧化过程中不仅产生热量，而且还能生成其它可燃气体（着火点更低），尤其煤中水分较大的情况。

煤炭自燃的必要充分条件：1、氧化所产生的热量积累使煤炭或生成物达到着火点；2、要有氧气的环境或有氧气生成的条件。