煤堆自燃规律

目前比较普遍的看法是：煤炭能在常温厂吸附空气中的氧而氧化,产生一定的热量.若氧化生成的热量较少并能及时散失,则煤温不会升高；若氧化生成的热量大于向周围散失的热量,煤温将升高.随着煤温的继续升高,氧比急剧加快,从而产生更多的热量,煤温也急剧上升,当煤温达到着火点（300～350℃）时,煤即自燃发火.

煤炭自燃的条件是“具有自燃倾向性的煤炭，呈一定厚度的破碎状堆积和有连续的供氧条件，且热量易于积聚”，3个条件同时存在，缺一不可。在防治煤炭自燃的时候，任何防灭火技术和材料只要切断其中的任何一个乃至全部条件，那么就可以起到有效的防治效果。因此，所采用的防灭火技术与材料须满足以下条件：

（1）覆盖煤体并封堵松散煤体的空隙，减少甚至杜绝漏风，隔绝煤体与氧气的接触。

（2）充分惰化存在煤层自燃的采空区。

（3）吸收煤体周围空间储存的热能，降低煤温。

（4）破坏煤体表面的各种活性基团结构，阻化煤氧反应。

扩展资料：

影响自燃主要有以下几方面的因素：

1、水份：水份的含量及变化是影响煤自发热最主要的因素，当水蒸发时从外界吸收大量的热，冷凝时就将这些热传给煤粉，理论上讲，含水量增加1%将使煤温上升17℃。因此不能用水来冷却已经产生自发热的煤堆，这是因为冷却水很难将全部的煤浸透而只是让部分温度下降而已。

2、通风率：理论上在松散的煤堆中不流通的空气完全反应的话将使其温度上升2℃，实际上当高速流通的空气在提供煤以氧气的同时也会带走大量的热，而低速则恰好相反，尽管也提供相当数量的氧气但却不能带走其自发产生的热量。

操作上长期置放的煤粉一定要压紧，清除周围的杂草勿使草根造成煤堆松质化，使空气容易进入，温度容易提高。

3、颗粒细度：与自发热成反比的关系，颗粒越小其表面积越大，与空气的接触越充分，更容易产生自热。但出于堆置上的考量，使煤堆不至于容易坍塌，一般会将其细度控制在一定范围。

4、挥发份：按挥发份可以将煤分为烟煤、褐煤、无烟煤，其热值递增，自发热可能性降低。而且由于煤粉飞灰都搀在生料中使用(G生料配料必须考虑到这一点)，因此根据不同的燃煤要求不同配比的生料，烧成操作上也作调整。

5、温度：最重要的操作参数，根据实验室检定，80℃以下温升其反应率反而下降，80℃其活性随温度上升而上升。

参考资料来源：百度百科-煤炭自燃

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。

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。

1、从煤的挥发分分析，各可采煤层挥发分一般均在百分之三十六以上，表明煤层容易自燃。

2、挥发分高的煤易于着火和完全燃烧，是因为这种煤挥发出来可燃成分更多，很容易着火和燃烧。煤的成分分析中，包括挥发份、灰分等，挥发分是指煤中受热可以很快挥发出来的可燃物质，包括一些可燃气体，挥发分越高，说明这种煤的可燃性越好。

火力发电厂需要大量储煤，以确保正常生产的需要。但煤通过长期的堆积和时间磨合，会慢慢的产生氧化反应而发热，这样就导致煤的温度逐渐升高，并且自然起火。不仅造成一定经济损失，而且也容易引起火灾。如何有效的防止火灾发生、保证贮煤安全，对企业安全生产和经济运营至关重要。

1、煤自燃的原因

通过长期的堆积和时间磨合，会慢慢的产生氧化反应而发热，这样就导致煤的温度逐渐升高，最终煤就会自然起火。而这就是煤自燃的原因和过程。同时煤的自燃起火与其他的燃烧有着很大的不同，这就是因为它的温度是呈缓慢上升的状态，同时在按照煤的堆积—低温的氧化发热—放热—内部的干燥—温度的急剧上升—自燃起火这些过程而进行的。

煤自燃的因素很多，主要与煤的物理化学性质、堆积状态、环境因素等几个方面有关。 

（1）化学成份的影响

煤自身中包含有硫份物质，尤其硫在一定的温度下，就会产生化学反应，并发生变化，从而生成氧化硫，其中氧化硫物质一旦遇到水就会生成稀硫酸，这个反应的过程就是放热过程，通过该反应过程就可以很好的提高煤堆温度现象。 

（2）氧气的影响

在各种光、热、雨水等自然力的作用下，煤炭表面与大气中的氧气接触后发生氧化分解与碎裂，并放出热量，同时形成新的表面，新表面又再次氧化，如此反复循环，导致煤堆温（3）水分影响

煤堆中一定量的水分促使煤中的各种反应的进行，如硫份的酸化，产生的热量又加快了氧化反应过程，加剧了煤的自燃。 

（4）气温气压的影响

经验表明，煤堆的自燃经常发生在秋后大气温度下降时，此季节大气密度比煤堆的空气密度大，因此，渗入煤堆的空气量增大，导致自燃加剧。一般来说，大气温度降低，密度变大，渗入煤堆内的新鲜空气量增加，煤堆的自燃加快，反之亦然。

2、防止煤场自燃措施

为了减少或防止煤场自燃，可采用的预防措施：

（1）分层压实组堆。对易受氧化的煤如褐煤、长焰煤，组堆时最好分层压实，至少也得将表层压实，有条件时还可以在煤堆表面披上一层覆盖物。实践证明，这是一种很有效且又经济的根本措施。

（2）建立定期检温制度。对贮量大、存期长的煤堆特别是变质程度低的煤，需每天检测一次煤堆温度，对其他类别的煤可适当延长检温时间，并做好详细记录。

（3）及时消除自燃“祸源”。在检温过程中，一旦发现煤堆温度达到60度的极限温度，或煤堆每昼夜平均温度连续增加高于2度时，就立即消除“祸源”，消除自燃“祸源”的方法是将“祸源”区域内的煤挖出来暴露在空气中散热降温。不要往“祸源”区域煤中加水，这样会加速煤的氧化和自燃。

3、煤场灭火措施

发生自燃的煤炭，尤其是高硫煤或煤层较厚的区域，用水浇方式处理收效并不明显。浇水后的煤若不及时取用，水到之处即成富氧区，同时易导致煤炭颗粒归集下沉，形成更大的氧化空间，使自燃区域扩大。另外明火炙碳遇水有爆裂伤人的风险。这就需要专业的煤碳防灭火技术。普瑞特防灭火技术是一种有效的煤场灭火技术措施，该技术有徐州吉安矿业科技有限公司联合中国矿业大学研发。

技术特点：

（1）集凝胶、黄泥灌浆、两相或三相泡沫、惰性气体和阻化剂的防灭火优点于一体，能把泡沫中的水固结在凝胶体内，避免了黄泥灌浆和其它泡沫大量水流失或者溃浆的缺点；

（2）在采空区具有良好的扩散性能，生成的普瑞特以泡沫为载体能够对采空区或煤田火区的高、中、低位火源进行大范围、全方位的覆盖，持久保持煤体湿润冷却，隔绝氧气，且添加剂中含有的阻化剂能长久对煤体阻化，彻底防治煤炭自燃；

（3）普瑞特被注入火区后，会在火区全方位覆盖一层凝胶层，并且凝胶层中95%以上都是水，具有长久的吸热降温作用，能够有效防止火区复燃；

（4）普瑞特以泡沫为载体，在防灭火区域内能向高处堆积，所到之处普瑞特都能有效覆盖并黏附浮煤裂隙，具有良好的封堵漏风通道的性能；

（5）泡沫中的氮气缓慢释放，避免单独注氮时氮气容易流失的缺点，持久保持火区惰化。

结语

储煤场的安全管理主要是以预防为主，灭火为辅为原则，健全相应的管理制度，措施得力，就能有效的抑止自燃现象的发生。