煤炭自然发火的原因是什么，其自燃的条件有哪些

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

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。

法律依据：

《中华人民共和国煤矿安全监察条例》第一条为了保障煤矿安全，规范煤矿安全监察工作，保护煤矿职工人身安全和身体健康，根据煤炭法、矿山安全法、第九届全国人民代表大会第一次会议通过的国务院机构改革方案和国务院关于煤矿安全监察体制的决定，制定本条例。

（1）巷道中出现雾气或巷道壁出“汗”；

（2）出现火灾气味，如煤焦油味、煤油味等；

（3）人体不适，如头痛、闷热等；

（4）火区流出的空气和水温度增高。

灌浆能够灭火：

（1）泥浆能将残留的碎煤包裹起来，隔绝碎煤与空气的接触，阻止氧化；

（2）泥浆灌进后，增加了采空区的密实性，能减少漏风；

（3）泥浆起到了冷却、降温、吸热作用。

(2)自热阶段。煤温开始升高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、氧化产生热量逐渐积累、温度自动升高的过程。具有以下特点：①氧化放热较大，煤温及其环境温度升高②空气中CO、CO2含量显著增加，并散发出煤油味和其他芳香气味③有水蒸汽生成，火源附近出现雾气，在支架及巷道壁上凝有水珠④微观结构发生变化。

(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。这时会产生大量的高温烟雾，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。

(4)熄灭。及时发现，采取有效的灭火措施，使煤温降至燃点以下，燃烧熄灭

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。

预测是防自燃火灾的第一道防线。所谓预测即是采用科学的方法、已有的知识和成熟的经验，通过实验室试验和现场调研分析，在煤层开采之前预测其自燃危险程度以及可能产生火源的时间和空间位置，为有针对性预防提供科学依据。准确的预测可大大降低防火的盲目性，使防自燃发火行为具有针对性，提高防火效益。

第二道防线是预防，即防止自燃火灾发生。预防建立在预测的基础上。根据预测结果，针对有自然发火危险性区域采取开采技术、通风安全和专项防火措施，破坏引起煤层自然发火条件中的一个或多个，达到防止自燃火灾发生的目的。

第三道防线是预报。在预防失效后，煤层自燃处于萌芽状态，即产生了高温点。利用先进的仪器设备、监测监控系统．检测自燃火源产生的物理和化学现象，及时发出报警，以便让人们及时采取措施，将处于萌芽状态高温点和自燃火源进行处理和消除，防止火灾形成或扩大，避免造成重大的人员伤亡和经济损失。

最后一道防线是火灾应急处理。在预防和预报都失效后，及时而迅速地采取有效的灭火措施，达到抑制火灾规模扩大，减少火灾损失的目的。

预测是基础，预防是中心，预报以弥补预防之不足，充分的灭火准备则可大大减少火灾损失。

煤矿煤层自燃发火的必要条件是：①有自燃倾向性的煤呈破碎堆积状态存在；②有适量通风供氧；②具有良好的蓄热温升条件。煤炭自燃的充分条件是：3个必要条件同时存在，且存在的时间大于煤层的自然发火期。而只要破坏或消除3个必要条件之一或其中的几个，就可以达到顶防自燃发生的目的。煤炭自燃形成的3个必要条件是可以通过提高开采技术水平、采取开采技术措施来破坏或消除的。因此，矿井预防煤炭自然发火是一项系统工程。既要求有合理的矿井、采区和工作面的通风系统；也要有合理的巷道布置、采掘布局和接替安排；既要有切实可行和行之有效的防火措施，也要有先进的生产工艺和装备。只有这样才能达到减少自燃的物质基础，改变堆积碎煤的蓄热条件，减少漏风，缩短自燃条件存在时间的目的。

制定防火措施应遵守的4条基本原则。这些原则是：

(1)消除或尽量减少自燃的物质基础。据研究，煤厚＞o．5m时方可产生自燃火源，因此，在有浮煤的地区应尽量增加其分散度。

(2)控制漏风在易燃风速区(o．o 6m／mm＜矿(易燃风速J＜L 2m／min)之外、抑制氧化速度和减小氧化生热。

(3)采用通风、增大散热面积和增加煤体湿度等方法以增大散热强度，抑制煤温升高。

(4)采用降低氧化速度、增加散热强度等方法延长煤层的自然发火期。