煤是怎么自燃的

一：煤炭自燃的概念

煤炭的自燃過程是一個極其復雜的物理化學變化過程。

首先它是一個氧化自動加速的過程，而且并不是所有的煤氧化放熱都可以導致自然，而是以另一個形式的氧化放熱，特別是多變的低溫自動加速的氧化放熱。

其次，自燃煤炭始終處于放熱與散熱的這對矛盾中動態(tài)地發(fā)展，僅當放熱速率時才有可能促進煤溫上升，而且只有當煤溫上升越過臨界溫度時才有可能引起發(fā)火。因此煤炭低溫自燃過程的變化是很重要的，不考慮這個就無妨反映煤炭低溫自動加速的氧化放熱過程，也就無法反映放熱與散熱這對矛盾的動態(tài)發(fā)展過程。因而煤炭的自燃向性在原理上值得深入研究。

二： 煤炭自燃的影響因素

從影響煤堆的分化與自燃的因素分析，可以認識到影響風化與自然的因素很多，主要包括如下幾類。

1：煤的成因類型的影響

腐泥煤和殘質煤焦難風化和自然，而腐質煤較容易自燃。

2：煤化程度的影響

通常腐質煤中年輕的褐煤易風化和自燃，隨著煤化程度的加深，煤的著火溫度升高，風化和自燃的下降，美化程度較高的煤較難風化和自燃。

 3：巖相組成的影響

不同巖相組分氧化趁勢不同，各種巖相組分的氧化活性一般按下列順序遞減；

4： 水分的影響

煤堆中的水分含量過高或過低都不易自燃。每一礦區(qū)的煤都有一個容易自燃的水分范圍。

如水分含量過高時，煤的內部孔隙和煤離之間都被水充滿，空氣不易進入，難以氧化，即使有少量空氣進入而使煤氧化，生成的熱量被周圍的水吸收，也打不到煤的燃氣進入而使煤氧化，生成的熱量被周圍的水吸收，也達不到煤的燃點。

相反，若煤含的水分很低，煤的內部孔隙和煤粒間充滿大量空氣，由于煤堆的通風良好，煤氧化生成熱很快被空氣帶走，也很難使煤達到著火溫度。所以，只有當煤中含有達到數值的水分時，才能使氧化后的熱量在煤堆內積聚，引起自燃。

煤中水分的高低是決定煤堆溫度上升的重要因素。煤中水的蒸氣溫度上升，當溫升達到80~90℃時平衡，如果水分多，這一平衡可以持續(xù)很長時間。如果煤種為褐煤，而且煤中水分較少時，則溫度上升的平衡期很短，有時隔10~20天就會自燃發(fā)火一次。

5： 煤的粒度組成的影響

若塊煤堆放時，因煤塊間隙大，空氣易于流通，因而不易引起自燃：而粉煤堆放時空氣不易流通，氧化放出的熱量不易散出，易發(fā)生自燃：塊煤和未煤混在一起堆放，煤堆里面空氣不暢通，煤與空氣的接觸面大，容易氧化發(fā)生自燃。

研究表明，溫度每增加10℃煤的氧化速度越加1倍，如果有適量空氣進入煤堆內補充因氧化反應而消耗的氧，并且熱量沒有更多地散失時，都有可能發(fā)生自燃發(fā)火現象；如果熱量能被帶走或散失掉，即使煤溫保持在50~100℃以下（取決于煤種），煤呀很可能不受溫度的影響而保持穩(wěn)定。

煤的氧化主要在煤炭表面進行。煤的粒度越小，表面積越大，其自燃的可能性也就越大。這就是由于煤與空氣接觸的機會增加和顆粒間的熱傳遞得到改善。

影響煤自燃的尾部因素

煤堆高低、形狀，堆積條件，風的強弱和方向等。

1：如煤堆中的空氣量不足，氧化反應及會中止；如空氣量遠遠超過需要量，就會把熱量帶走使反應減慢。如為防止產生“煙囪效應”而鏟平煤堆，和為防止空氣自由進入而壓實的煤堆在不出現自熱問題情況下可以存放較長時間。

2：如果煤已干燥到低于其煤層水分，高濕度環(huán)境或突降暴雨會促進煤的自熱；水分已經高于煤層水分的煤受濕時不會產生熱。

三：防護措施

為了防止煤堆自燃發(fā)火，通?？梢圆扇∠铝幸幌盗写胧?；

1：通過對煤堆內煤層溫度的檢測，掌握煤層溫度變化趁勢。

2：當溫度達到50~60℃時，就要采取倒堆或灑水等辦法予以冷卻降溫。

3：筒倉煤時，可向倉內送入n2或co2等性氣體，以隔斷氧氣來源。

4：用堆煤機降煤堆壓實，以減少煤料之間的空隙。

5：向煤機噴灑用于隔離煤與空氣的阻燃劑。

為了是煤炭減少損失或防止氧化和自燃的影響，對煤堆的具體保存方法則有以下幾種。

1：隔斷法 若長時期大量存煤，可將煤存放在水中（如湖水、池塘及寧靜的海灣）；有人可將煤存在性氣體中；或將煤遂層鋪平壓緊，在煤堆表面涂上一層油類物質（重油、瀝青等），也可以在上面覆蓋一層黏土或噴灑一層石灰乳，還可以將煤存放在密閉的槽中，國威有的吧固體二氧化碳（干冰）放在煤堆里，使之遂漸散出二氧化碳氣體阻止氧氣進入而防止氧化。

2：按粒級堆存法 不同粒級的煤應分開堆存，避免空氣進入煤堆后氧化發(fā)熱而引起聚熱。

3：換氣法 在煤堆上裝風筒，使煤堆通風散熱。這是一種消極的辦法，因為煤與空氣接觸多了易緩慢氧化，使煤的熱值降低，黏結性變差。

4：合適的堆煤高度和堆放時間 堆放時間 堆煤不宜過高，煤時間不要太久，尤其是年輕煤應盡可能縮短存期。煤堆高度一般以小于3~5m為宜，如堆煤過高，發(fā)現自然發(fā)火危險而難以到堆。

5：堆煤方式煤是除了仔細烤爐煤場的地基、周壁、排水、周邊設備及氣候影響外，對堆煤方式也需正確選擇。堆煤時由粒度的偏析所造成的通風狀態(tài)，在粗粒與細粒界面上易于積累熱量而引發(fā)高溫自燃。