一、煤的自燃机理
俯采综放工作面自燃危害的防治范本
俯采综放工作面自燃危害的防治范本引言:随着煤炭产能的不断增加,煤炭开采作业也越来越深入,俯采综放工作面已成为主要的煤炭开采方式之一。
然而,在俯采综放工作面的开采过程中,自燃问题成为了一个严重的安全隐患。
自燃不仅会造成煤矿火灾事故,还会释放出大量有害气体,对环境和人体健康造成严重危害。
因此,及时采取有效的防治措施,对于减少自燃危害,保障矿山安全具有重要意义。
一、俯采综放工作面自燃危害的主要原因1. 煤炭性质:煤炭中的有机质含量较高,容易发生自燃反应。
2. 大气条件:氧气浓度适宜,空气温度较高,有利于自燃的发生。
3. 煤与岩层接触面积:煤与岩层的接触面积较大,导致煤体的温度上升,从而促使自燃的发生。
4. 矿井温度:矿井温度过高,加剧了自燃的潜在风险。
二、俯采综放工作面自燃危害的预测方法为了及时防治俯采综放工作面的自燃危害,需要通过科学的方法进行预测。
以下是常用的自燃预测方法:1. 监测法:通过在工作面进行温度、气体浓度等参数的实时监测,及时发现异常情况。
2. 试验法:通过实验室模拟矿井环境,进行煤体的自燃试验,得到自燃的指标参数。
3. 统计法:通过对历史资料的分析统计,建立自燃的预测模型,预测未来可能发生的自燃情况。
三、俯采综放工作面自燃危害的防治措施1. 加强通风管理:保证工作面的通风畅通,及时排除有毒有害气体和湿度,降低自燃风险。
2. 控制煤炭粒度:合理控制煤炭的粒度,减少煤与岩层的接触面积,降低自燃的发生概率。
3. 控制工作面温度:采用降温措施,如喷水冷却、通风降温等,控制工作面温度在安全范围内。
4. 煤体湿化处理:通过喷水、降水等方式,提高煤体的湿度,降低自燃风险。
5. 定期巡检和监测:定期对工作面进行巡检和监测,及时发现自燃迹象,采取相应的防治措施。
6. 添加抑制剂:在煤炭开采过程中,添加抑制剂,减少自燃的发生。
7. 积累经验教训:通过开展自燃事故的调查和分析,总结经验教训,提高工作人员的防范意识和应急处理能力。
煤炭自燃分析及预防
【 键词】 炭 ; 关 煤 自燃 ; 防 预
213 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 , 黄 铁 矿 , 可 以 吸 如 它 收 氧 化 反应 放 出的 部 分 热 量 降低 煤 的氧 化 反 应 进 程 ; 的 高 灰 分 使 单 煤 位 质 量 的氧 化 热 降 低 。 22 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 ; 变 改 煤 氧 接 触 条 件 : 生 产成 的热 量 扩 散 。 可 分为 : 使 221 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 。 增 加 了煤 发 生 氧 化 的 机会 和水 的 吸 附 。也 就 是 说 断 却 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 ( 别 对 于厚 煤 层 ) 特 因不 能 完 全 回采 而 增 中 了煤 的 自燃 危 险 性 。 222 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 , 有通 风 或 通 风 充 分 的 地方 , 自燃 的 可 能 性较 低 而 通 风 没 煤 不 充 分 地 方煤 自燃 的可 能 性 较 大 。裂 隙漏 风 是 不 充 分 漏 分 , 创 造 了 它 煤 进 一 步 氧化 的条 件 , 散 热 条 件并 未 被 改 善 。 以 , 何漏 风 对 煤 炭 而 所 任 自燃 来 说 都是 很 危 险 的 。 2 . 贮 运 因素 。在 贮 存 和 运输 过 程 中 , 响 煤 自燃 的 因素 要 为 通 风 .3 2 影
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。
煤自燃机理及自燃倾向性
抑制煤的自燃。
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二、煤自燃机理及自燃倾向性
吸氧量与湿度关系
煤的吸氧量与湿度之间的关系
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二、煤自燃机理及自燃倾向性
3.1 影响煤的自燃倾向性的因素 3) 煤岩成份
按煤岩成份可将煤的类型分为:暗煤、亮煤、镜煤、丝煤
燃的煤中加入30%的黄铁矿即可变为具有自燃倾向性的煤。
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二、煤自燃机理及自燃倾向性
1 黄铁矿作用学说 黄铁矿作用学说认为煤的自燃是由煤层中的黄铁矿 (FeS2)与空气中的水份和氧相互作用、发生热反应而引 起的。
2FeS2 + 2H2O + 7O2—2FeSO4 + 2H2SO4+Q1
黄铁矿的另一个作用:促使煤体氧化的物理作用,即
黄铁矿氧化时体积增大,对煤体具有胀裂作用,能够使煤 体裂隙扩大和增多,与空气的接触面积增加,因而导致氧 气渗入,促使煤的氧化。
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二、煤自燃机理及自燃倾向性
1.2.1 细菌作用学说 英国学者帕特尔(Potter.M.C) 认为在细菌的作用下, 煤在发酵过程中放出一定热量对煤的自燃起了决定性的作 用。 波兰学者杜博依斯(Dubois.R)等人在考查泥煤的自 热与自燃时指出:当微生物极度增长时,一般都伴有一个 生化的放热过程。在30℃以下是亲氧的真菌和放线菌起主
3)自燃阶段:
煤温达到其自燃点后,若外界条件发生变化,温度将 降下来,则进入风化状态,若能得到充分的供氧风,则发 生燃烧,出现明火、烟雾、一氧化碳、二氧化碳以及各种 可燃气体。
煤炭自燃机理
煤炭自燃机理
煤炭自燃的机理主要是煤炭中含氧量低,温度高,受到热激发而发生热自燃,具体机理如下:
1、氧化反应:煤炭中含氧量低,当温度达到一定程度时,煤炭中的有机物和氧气发生反应,产生大量的热量,从而使煤炭温度迅速升高,达到自燃温度,引起煤炭自燃。
2、挥发性物质的蒸发:煤炭中含有大量的挥发性物质,当温度达到一定程度时,这些挥发性物质就会开始蒸发,而蒸发过程会产生大量的热量,从而使煤炭温度迅速升高,达到自燃温度,引起煤炭自燃。
3、煤炭本身燃烧:煤炭含有大量的有机物,当温度达到一定程度时,这些有机物就会开始自燃,而煤炭燃烧过程会产生大量的热量,从而使煤炭温度迅速升高,达到自燃温度,引起煤炭自燃。
煤的自燃名词解释
煤的自燃名词解释1.引言1.1 概述煤的自燃是指在无外力作用下,煤自身因内部热源的引发而发生不可控的燃烧现象。
这种现象已经被人们广泛关注和研究。
煤炭是一种重要的能源资源,在能源领域具有重要地位,但其自燃问题却给煤炭的开采、储存、运输等环节带来了巨大的安全隐患和经济损失。
煤的自燃主要是由于煤中存在的一些物理、化学和微生物活动引发的。
在储存和运输过程中,煤炭受到了氧气、水分、温度、压力等多种因素的影响,使得其内部的化学反应和热效应增强,从而释放出大量的热能。
当这些热能无法及时散发,超过了煤的自身稳定温度范围时,就会引发煤的自燃现象。
煤的自燃问题对煤炭企业和相关部门造成了严重的经济和环境损失。
一方面,自燃造成了巨大的煤炭损失,这意味着煤炭企业将面临着原材料的缺失和生产能力的下降;另一方面,自燃还会产生大量的有害气体和烟尘,对环境造成污染,对人们的身体健康也带来了威胁。
因此,为了解决煤的自燃问题,需要深入研究煤的自燃机理,掌握煤的自燃的规律,并在煤的开采、储存、运输等环节采取相应的安全防范措施。
同时,通过改进煤炭的生产工艺和技术手段,提高煤的质量,减少煤中活性成分的含量,也能够有效地预防和减少煤的自燃问题的发生。
整个文章将围绕煤的自燃问题展开详细的阐述,旨在加深人们对煤的自燃的认识和理解,推动相关领域的研究和工作,在保障煤炭开采和使用安全的同时,提高煤炭产业的可持续发展能力。
1.2文章结构文章结构是指文章的组织框架和部分内容在整体结构中的位置。
一个明确的文章结构可以帮助读者更好地理解文章的内容和逻辑关系。
以下是本文的结构:1. 引言- 1.1 概述:对于煤的自燃现象进行简要介绍,指出其在煤矿、火灾防治等领域的重要性。
- 1.2 文章结构:说明本文的组织框架和各部分的内容。
- 1.3 目的:明确本文的目标和意义,为读者提供清晰的导向。
2. 正文- 2.1 煤的自燃定义:详细解释煤的自燃概念,包括其定义、产生的条件和特点等。
煤炭自燃条件
燃烧
风化 时间
第二节 煤炭自燃的理论基础
6 煤的自燃过程----特征 1)、潜伏(自燃准备)期 物理吸附,放热少,无宏观表现
2)、自热阶段
(1)氧化放热较大, 煤温、环境( 风、 水、 煤壁) 温度升高; (2)产生CO、 CO2 和碳氢类气体, 并散发出煤油味和其他芳香气味; (3)有水蒸气生成, 火源附近出现雾气, 遇冷会在巷道壁面上凝结成 水珠,出现所谓“ 挂汗“ 现象; (4) 微观结构发生变化。 3)燃烧 生成大量的高温烟雾, 其中含有CO、CO2 以及碳氢类化合物。 4)熄灭 若煤温达到自燃点, 但供风不足, 则只有烟雾而无明火, 此即
阶段起一定的影响, 既有加速氧化, 也有阻滞氧化因素。 煤中硫和其它矿物质--煤中含有的硫和其他催化剂, 则会加速煤的
氧化过程。
第二讲 煤炭自燃的理论基础
5 影响煤炭自然发火的因素 二、开采技术 矿井开拓方式----两翼对角比中央并列式有利于防火 采区巷道布置----留煤柱大小,沿空掘巷(留巷)。 回采方法、回采工艺----放顶煤、综采、炮采等,回采率和工作面 推进速度。 工作面通风方式----“U”型比“Y”型
为干馏或阴燃
第二讲 煤炭自燃的理论基础
本讲主要内容
1、自然发火,煤层自然发火期,2、煤炭自燃的充要条件。 3、煤炭自燃的影响因素。4、煤的自燃过程及特点。
思考题
1、什么是自然发火,什么是煤层自然发火期? 2、试述煤炭自燃的充要条件。 3、试述煤炭自燃的影响因素。 4、简述煤的自燃过程及特点。
3)温度不变条件下,吸氧速度常数随时间按指数规律衰减:
U U1 H
4)吸氧速度常数U与煤自身温度之间符合幂函数关系:
煤炭自燃的自由基反应机理
煤炭自燃的自由基反应机理煤炭自燃是指煤在无外界氧气的情况下,经过一段时间的自发氧化过程,产生热量并导致煤温升高的现象。
当煤温升高到一定值时,就会引起自燃。
因此,煤炭自燃的机理是煤的氧化过程。
然而,传统的氧化反应机理并不能完全解释煤炭自燃的现象。
近年来,自由基反应机理被提出,并逐渐得到了广泛认可。
自由基反应机理是指煤在氧化过程中,产生自由基,这些自由基在高温下与氧气反应生成过氧化物,而过氧化物分解产生氧气和自由基,从而加速了煤的氧化过程。
这个机理的一个重要特点是,自由基的产生和消失是动态平衡的,当自由基的数量增加时,煤的氧化过程就会加速。
相关研究表明,煤炭自燃过程中自由基的产生和消失与煤的变质程度、含水量、粒度和环境温度等因素有关。
其中,煤的变质程度越高,含水量越低,粒度越小,环境温度越高,则自由基的数量就越多,煤的氧化过程就会越快。
阴燃和自燃的区别也十分重要。
阴燃是指在无外界氧气的情况下,煤发生缓慢的氧化过程,不会产生明火,而自燃则是煤的氧化过程加速,产生大量热量并导致煤温升高,最终引起自燃。
根据自由基反应机理,我们可以采取以下措施来防范煤炭自燃:加强煤场管理,避免堆积过多的煤。
控制煤的粒度和含水量,以减少自由基的产生。
在煤堆中加入阻燃剂可以抑制煤的氧化过程,降低自燃的风险。
定期检查煤堆的温度,以及时发现煤炭自燃并采取相应的措施。
煤炭自燃的自由基反应机理为我们提供了防范煤炭自燃的新思路。
通过加强煤场管理、控制煤的粒度和含水量、加入阻燃剂以及定期检查煤堆温度等措施,可以有效地降低煤炭自燃的风险。
在未来,我们还需要进一步研究自由基反应机理在其他领域的应用,以便更好地防范和控制煤炭自燃现象。
煤炭自燃事故是一种常见的安全隐患,不仅会对矿工的生命安全造成威胁,还会对环境造成严重的影响。
因此,研究煤炭自燃的自由基反应机理具有重要意义。
本文通过实验研究的方法,深入探讨了煤炭自燃过程中的自由基反应机理,为预防和控制煤炭自燃提供理论支持。
第二章 煤的自燃
取lmg煤样与浓度为30%的双氧水(H2O2)0.5mL混合密封,放置于暗处氧 化24h,然后再暴露于空气中2h,使双氧水蒸发,最后置放于温度为50℃的真空 干燥箱内,经干燥后的煤样与亚硝酸钠(NaNO2)按1:0.75(重量比)配制即
裂隙以及煤巷局部冒高,在棚梁上形成浮煤堆积的地方。
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2020/4/24
第二章 煤的自燃
3 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类
3.2 煤的自燃倾向性鉴定方法
鉴定煤的自燃倾向性对于掌握自燃火灾的发生规律, 有针对性地采取防火措施具有重要意义。
目前常用测定煤的自燃倾向性的方法有:
1)着火温度降低值测定法 2)吸氧量测定法
一定含量的水份有利于煤的自燃,而湿度过大,则会 抑制煤的自燃。
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第二章 煤的自燃
3 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类
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煤的吸氧量与湿度之间的关系
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第二章 煤的自燃
3 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类
3.1 影响煤的自燃倾向性的因素
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第二章 煤的自燃
3 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类
3.1 影响煤的自燃倾向性的因素
2) 煤的水份
煤的含水量是影响其氧化进程的重要因素,在煤的自 热阶段,由于水份的生成与蒸发必然消耗相当的热量。煤 体中外在水份没有全部蒸发之前温度很难上升到100℃, 这就是水份含量大的煤炭难以自燃的原因。
什么叫做煤的自燃
1、什么叫做煤的自燃?答:煤在空气中氧化时放出的热量无法向四周扩散而聚焦在煤堆内,煤堆内温度不断升高,达到着火点发生煤自行燃料的现象叫炮的自燃。
2、什么是煤的高位发热量和低位发热量答:一千克煤完全燃烧时所放出的热量,当燃烧产物中的水保持液态时的发热量称为高位发热量,当燃烧产物中的水保持蒸汽状态时的发热量称为低位发热量。
3、滚轴筛堵煤的原因及处理原因:1、煤过粘或杂物多2、落煤管堵煤3、煤量过大。
处理:1、停机清理,减少上煤湿度2、停机消堵3、减小煤量4、环锤式碎煤机振动的原因及处理措施原因:1、环锤及环锤轴损坏,失去平衡。
2、大铁块进入碎煤机。
3、轴承在轴承座内间隙过大或损坏。
4、联轴器与主轴、电机轴的安装不紧密,轴中心不正。
5、给料不均匀,且煤块过多造成过负荷。
处理:汇报班长,密切监视碎煤机,若煤块过多,负荷过大,则应减负荷运行,若因环锤损坏、轴中心不正等机械原因,应立即停止煤源,待皮带上的煤跑光之后停止碎煤机运行,通知检修处理,若情况紧急应立即停止运行。
5、输煤皮带跑偏的原因及处理原因:1、钢架结构变形或皮带接口不正。
2、滚筒、托辊大量粘煤,托辊脱落或不转。
3、落煤点不正,物料偏载,导煤槽偏移。
4、各滚筒轴线与托辊轴线不平行,拉紧滚筒倾斜。
5、调偏托辊不起作用或调反。
处理:1、通知检修人员调整钢架结构,因接头不正,联系检修人员重新胶接皮带。
2、停机清理滚筒、托辊粘煤,重新安装脱落或不转托辊。
3、清除落煤管粘煤,调整落煤点,检查拉紧装置,通知检修人员调整导煤槽。
4、通知检修人员调整滚筒及托辊曲线平行。
5、通知检修人员处理调偏托辊。
6、带式输送机在运行中发生下列情况之一者应紧急停机1、电动机及引线和就地动力箱内电气设备冒火着火,电动机发出异音,同时明显下降时。
2、电动机、减速机、滚筒及主机轴承发生机械损坏,伴随不正常响声和剧烈振动及窜轴时3、皮带撕裂、划破和严重损坏时4、皮带打滑及跑偏不能正理处理时5、电动机、轴承温度过高时6、落煤管堵煤而不能消除时7、发生火灾及人身事故时8、工具、物料、托辊卷入滚筒或皮带,有异常跳动时9、发现皮带上有较大铁块、雷管工具等其它有损皮带的危险物时10、各种保护装置失灵,危急设备及人身安全时11、夜间照明突然熄灭,看不清人和设备时。
造成煤炭自热_自燃的原因探讨_周长春
造成煤炭自热、自燃的原因探讨周长春(北京铁路局机务处) 摘 要 重点分析了煤炭发生自热、自燃所产生的危害,剖析了煤炭发生自热、自燃的内部因素和外部因素。
对造成煤炭自热、自燃的原因及机理进行了探讨并提出预防自热的方法。
关键词 煤炭 自热 自燃1 煤炭的自热煤与空气接触形成氧化引起煤的自热。
在低于80K的温度下,开始生成稳定的煤氧复合物。
煤生成煤氧复合物到自燃着火过程关键取决于热能和空气。
在高于80K的温度下煤氧复合物分解并放出大量热能。
热能打破平衡又促使温度生高造成再一次的循环,最后形成自燃着火。
在低于80K的温度下,煤炭的氧化热小于润湿热。
既比原内在水分低的煤如果放在高潮湿环境中会吸收水分。
这种润湿过程产生热。
干燥的煤和水反应放出的热大于氧化反应放出的热。
润湿热是造成低变质煤产生自热的重要原因,产生的热能加速煤氧复合物的生成。
可以产生热能的另一途径是黄铁矿FeS2氧化。
如果上述的各种热能很快被流动的空气带走散失,煤炭温度始终保持在50~100K以下(取决于煤炭种类)煤就能保持稳定不会自燃。
2 煤炭自热的危害煤自热后:(1)导致自燃;(2)产生对人身体有害的气体,破坏生态环境污染空气;(3)煤的热值明显降低,造成能源浪费。
煤的自热是自燃的第一阶段,自燃不经常发生,但自热是经常的。
煤即使不发生自燃,但煤氧复合物分解时产生的CO和CO2气体会给环境带来危害,破坏生态环境,造成污染,尤其是自热煤周边的人员危害最大。
对煤的长期贮存特性研究表明,变质程度高的煤,由于自热趋势小,因此,热值几乎不损失;次烟煤和褐煤,由于自热趋势大,其热值损失就比高变质煤大。
煤在氧化过程中吸收氧和损失氢时,其热值下降。
由于氧化反应分布不均,因此,煤的热值降低情况很难准确预测,经济损失难以用数字表示,造成的危害及损失较大,如人们所说的“过火煤”不好烧,没劲,烧不起汽来,就是自燃煤造成的。
2.1 与自热有关的几个因素(1)温度;(2)煤变质程度;(3)粒度或表面积;(4)水分;(5)黄铁矿含量。
煤自然学说
1.2.6 煤氧复合作用学说 • 常温下吸附(物理吸附)氧气,在表面生成不稳定的 初级氧化物(即先是氢气氧化生成羟基OH,其次是碳 素氧化成羧基COOH,然后生成CO),在此过程中放出 少量热量 • 热量积累,煤氧相互作用加速 • 氢原子侵入煤分子的深部后,生成更复杂的碳氢化合 物(化学吸附作用),先前的不稳定化合物分解,产 生水蒸气、CO、CO2,放出大量的热(占氧化作用全部 热量60%-70%) • 热量的积聚使煤自燃作用加速,达到着火温度即进入 自燃
以上的化学反应都是放热反应(Q1、Q2、Q3代表一定的
热量),而且,黄铁矿在井下潮湿的环境里被氧化产生 SO2、
CO2、CO、H2S等气体,也都是放热反应。
1.2.1黄铁矿作用学说 黄铁矿的另一个作用: 促使煤体氧化的物理作用,即黄铁矿氧化时体积增大,对 煤体具有胀裂作用,能够使煤体裂隙扩大和增多,与空气
煤的自燃
1
1.1
煤的自燃学说
自燃的含义 可燃物质受热升温而不需明火作用就能自行燃烧的
现象。这里指的是广义的自燃,包括本身自燃和受热自
燃(加热自燃)。 煤自燃是煤自身氧化升温引起的燃烧现象
煤的自燃
1 煤的自燃学说
a 煤的自燃前期过程是如何开始的? b 煤的自燃温度是怎样提高到发生化学氧化反应所 必需的温度?
1.2.6 煤氧复合作用学说 煤的自燃主要参与物一个是煤,一个是氧。 低温氧化过程的持续发展使得反应过程的自身加速作 用增大,最后如果生成的热量不能及时放散,从而就会引 起自热阶段的开始。 煤氧复合学说存在的问题是:煤氧复合最初的导因是 什么,煤氧复合过程如何,各种临界参数如何测定,低温 阶段热效应如何测定,如何确定煤最短自然发火期,氧如 何在煤中运输,其动力何在,过程如何。
煤炭自燃机理及防治技术分类研究
过, 煤炭 氧化所生成热量的速 度大于散热的速度 , 上述 3 个条件 同时存 在的时间大于煤炭 最短 自然发火期 等等。根据对煤 炭白 燃机理 的研究 。 将防治技术措施按其作用机理可分为减 漏风供氧 、 吸热 降温 和既能隔氧又能 降温等 3 。对 防治煤炭 类
白燃 以及选择有效而可靠的技术措施具有积极的指导意 义。 关键词 煤炭 白 机理 燃 防治技术
b n— s ,l d eae n ead db s gtmp rlr n o nyoy e slt gb tdb n e eaue hc si ̄t eydl v e l pi ,de l ̄ e n e ai e ealea d nto l x gnioai u e  ̄ gtmp rtr,w ihi x ivl i g o n a n i  ̄ e
矿井火灾 事故 , 特别 是 自燃发 火事故 , 对煤矿 安全 生产 的危 害在某种 意义上来说并 不亚 于瓦斯 、 煤尘爆炸事故。煤 炭 自燃发火具有发 生 、 展缓慢并 有规律 的演变过 程 , 发 可在 形成 的初期发 现。但是 , 由于它大多数发生在人们难 以到达
硫 酸亚铁 ( e0 ) FS 4 在潮 湿的井下 环境 中, 被氧化生 成 可 硫酸铁 , F2s 43其化学 反应 : 即 e( o ),
Ree r h 01t e Co l e  ̄i na n a d P e e l n Te l q e sa c 1 h a l S f g i o n r v n i cmi u s ̄ o
NI Hu .y . ' Z t U i— o g tANG n— h i Xi ・ a2
t h rv n o fc a ef gio n h det n0 dTciea d ̄la l eh ia otepe e t n0 ol8l-int n a dtes cl f et n _ betc nclmeS l i i o v l aU' l  ̄. Ke wo d c a 8l gio ter pe e t na dc nrltcnq e y r s o l ef-int n h oy i rvn o n o to eh iu i
安全技术之煤炭自燃机理及防治措施
安全技术之煤炭自燃机理及防治措施汇报人:日期:•煤炭自燃概述•煤炭自燃机理•煤炭自燃的防治措施目录•安全技术措施•案例分析•研究展望01煤炭自燃概述•煤炭自燃是指煤在无外界氧气和热源的条件下,因自身内部的氧化作用而产生的热量不能被及时散发,导致热量不断积累,温度逐渐升高,当温度达到煤的着火点时,煤就会自燃的现象。
煤炭自燃通常发生在地下较深的位置,不易被发现。
隐蔽性煤炭自燃往往突然发生,给矿工和设备带来很大的危险。
突发性煤炭自燃不仅会烧毁煤炭资源,还会产生大量有害气体,对矿工和环境造成严重危害。
危害严重人员伤亡煤炭自燃产生的大量有害气体和高温烟尘,会危及矿工的生命安全。
环境破坏煤炭自燃产生的有害气体和烟尘会污染环境,对周边生态造成破坏。
经济损失煤炭自燃会导致大量的煤炭资源被烧毁,给煤矿带来巨大的经济损失。
02煤炭自燃机理煤炭自燃的化学反应过程氧化反应01煤炭在常温下与空气中的氧气发生缓慢的氧化反应,释放出热量和二氧化碳。
随着时间的推移,温度逐渐升高,加速了氧化反应速率,最终导致煤炭自燃。
热解反应02在高温下,煤炭中的大分子结构发生裂解,产生挥发分和自由基。
这些自由基与空气中的氧气发生氧化反应,产生大量的热量和二氧化碳,导致煤炭温度进一步升高。
燃烧反应03当煤炭温度达到着火点时,煤粉颗粒与氧气发生剧烈的燃烧反应,产生大量的光和热。
燃烧反应释放的热量促使煤炭温度持续上升,最终导致煤炭自燃。
煤炭自燃的物理过程水分蒸发煤炭中的水分在逐渐升温的过程中不断蒸发,形成水蒸气。
水蒸气的蒸发会带走一部分热量,降低煤炭的温度,但同时也会使煤炭暴露出更多的表面面积,加速了氧化的过程。
裂缝扩展随着煤炭内部温度的升高,不均匀的温度分布会导致煤炭产生裂缝。
这些裂缝会随着温度的升高而不断扩展,使得氧气更容易进入煤炭内部,加速了氧化反应速率。
热传导煤炭在自燃过程中,热量通过热传导的方式从外部向内部传递。
热传导的发生会导致煤炭温度分布不均匀,容易在局部区域形成高温,加速煤炭自燃的过程。
煤炭自燃火灾分析及采取的安全技术措施
制定煤炭自燃火灾应急预案, 明确应急响应程序、救援措施 及责任人。
建立煤炭自燃火灾危险源辨识 和风险评估制度,对不同危险 源采取相应措施。
加强现场检查和监管
定期对煤炭存储、加工和运输等 环节进行安全检查,确保及时发
现并消除安全隐患。
对存在煤炭自燃倾向性的区域进 行重点监控,及时采取措施防止
自燃。
对废弃的煤炭堆场或已发生自燃 的区域进行巡查,防止复燃或扩
煤炭自燃火灾分析及 采取的安全技术措施
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目录
• 引言 • 煤炭自燃火灾分析 • 煤炭自燃火灾预防措施 • 煤炭自燃火灾扑救措施 • 煤炭自燃火灾预防与扑救的对策建议 • 结论与展望
01
引言
研究背景和意义
煤炭自燃火灾的严重性和危害性 对煤炭自燃火灾研究的必要性和紧迫性
研究目的和方法
散。
采取有效的预防措施
在存储和运输过程中采取适当的防尘、防水措施,降低煤炭的湿度和含氧量。 对易自燃的煤炭进行分类存放,避免混杂或堆积过高。
在高温季节加强通风,及时排除热量,降低煤炭温度。
04
煤炭自燃火灾扑救措施
组织指挥和灭火力量
01
02
03
建立现场指挥部
在火灾现场建立专门的指 挥部,负责全面指挥和协 调灭火工作。
设备更新
及时更新和升级消防设备,提高消防设备的性能和效率,确保在火灾发生时能够迅速有效地扑灭火源 。
加强应急预案,明确应急处置流程和责任人,确保在火灾发生时能够迅速响应并采取有效的 应急措施。
应急演练
定期组织员工进行煤炭自燃火灾应急演练,提高员工对应急预案的熟悉程度和应急处置能力。
煤炭自燃的过程及特点
煤炭自燃的三个阶段
烧煤造成的原理范文
烧煤造成的原理范文烧煤是一种常见的能源利用方式,通过将煤块或煤炭粉末加热至高温,产生热能以及其他副产物。
烧煤产生的原理涉及煤的化学成分和燃烧过程。
1.煤的化学成分:煤是一种含碳的矿石,主要由含碳和含氢的有机物质组成,其中还含有少量氮、硫、磷等元素,以及一些灰分。
煤的碳水化合物主要是由纤维素、半纤维素和木质素等组成,这些有机物质在燃烧时会释放出能量。
2.煤的燃烧过程:煤在加热的过程中,会经历三个阶段的燃烧过程:干燥、热解和燃烧。
干燥阶段:当煤块或煤炭粉末加热至200℃左右时,其中的水分开始蒸发。
在这个阶段中,煤会吸收热量,但不会进行明显的化学反应。
热解阶段:当煤的温度升高到400℃左右,煤开始热解。
热解是指煤中的有机分子在高温下断裂,生成一系列的气体、液体和固体副产物。
热解产物主要包括煤气(主要是一氧化碳、氢气和甲烷等)、焦油(主要是苯和酚等)以及焦炭。
燃烧阶段:当煤的温度升高到600℃以上时,煤开始燃烧。
在燃烧过程中,煤中的碳和氢与氧气发生化学反应,生成二氧化碳和水蒸气。
燃烧过程可以分为两个步骤:炭化和氧化。
炭化:在高温下,煤中的碳开始发生炭化反应。
煤中的有机物质被分解为固体炭质和挥发性物质。
挥发性物质由小分子的气体和液体组成,包括一氧化碳、一氧化二氮等。
炭化反应是放热反应,产生的热能会进一步促进燃烧反应的进行。
氧化:炭化反应释放的气体中的一氧化碳与氧气发生氧化反应,生成二氧化碳。
这是煤炭燃烧过程的主要反应,同时也产生大量的热能。
燃烧过程产生的热能可以被用来供热、发电和工业生产等。
3.燃烧副产物:除了热能之外,燃烧煤还会产生一些副产物。
其中,二氧化硫是煤燃烧的主要固有副产物。
煤中的硫和氧气反应生成二氧化硫,它是一种无色气体,具有刺激呼吸道的性质,容易引起酸雨的形成。
此外,燃烧过程中还会产生一定量的氮氧化物、颗粒物和重金属等污染物,对环境和人类健康产生不良影响。
第2章 煤的自燃及特性
第二章煤的自燃及其特性煤自燃是煤矿生产中的主要自然灾害之一。
自十七世纪以来,人们就开始对煤的自燃现象进行研究,提出了解释煤自燃的多种假说,但由于煤的化学结构非常复杂,人们至今还不能完全阐述清楚煤的自燃机理。
尽管如此,人们仍在对煤的自燃机理孜孜探求。
近些年来通过对煤自燃的宏观特性(氧化产热量、产物和耗氧量)与煤自燃过程中微观结构(官能团、自由基)的变化特征的深入研究,对煤自燃的认识不断深入。
本章将较全面地介绍煤炭自燃研究方面的新进展,较深入地对煤自燃过程及影响因素进行分析,较系统地阐述煤在低温氧化过程中的自燃特性和煤自燃倾向性、自然发火期等的测试与确定方法。
第一节煤的基础特性煤的自燃特性是由其基础特性决定的。
在对煤的自燃特性进行研究之前,有必要了解一下煤的形成、分类、组成特点、热物理性质和表面特性等相关知识。
一、煤的形成及分类煤是由植物形成的。
根据成煤植物种类的不同,煤主要可分为两大类[1],即腐殖煤和腐泥煤。
由高等植物形成的煤称为腐殖煤,它分布最广,储量最大;由低等植物和少量浮游生物形成的煤称为腐泥煤。
通常所讲的煤,就是指腐殖煤。
由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程,一般需要几千万年到几亿年的时间。
转化次序是:植物、泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。
整个成煤作用可划分为几个阶段:植物向泥炭转化作用过程,泥炭向褐煤的转化为成岩作用过程,褐煤向烟煤、无烟煤的转化成为变质作用过程,成岩作用和变质作用又合称为煤化作用过程。
中国煤炭分类[2],首先按煤的干燥无灰基挥发分>37%、>10%、≤10%,将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。
然后烟煤又按挥发分>10%~20%、>20%~28%、>28%~37%和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤,同时还根据表征烟煤煤化程度的参数(粘结指数、胶质层最大厚度或奥亚膨胀度),将烟煤划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤。
煤炭氧化过程中燃烧产物的形成机理探究
煤炭氧化过程中燃烧产物的形成机理探究煤炭作为一种重要的能源资源,在人类社会的发展中扮演着重要的角色。
然而,煤炭的燃烧过程中产生的烟尘、二氧化硫和氮氧化物等大气污染物对环境和人类健康造成了严重的威胁。
因此,探究煤炭氧化过程中燃烧产物的形成机理,对于减少煤炭燃烧带来的环境污染具有重要意义。
煤炭的主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等元素。
在煤炭燃烧的过程中,这些元素与空气中的氧气发生反应,产生二氧化碳、水蒸气、氮气和二氧化硫等气体。
其中,煤炭中的碳主要形成二氧化碳,煤炭中的氢主要形成水蒸气,煤炭中的氮主要形成氮气,而煤炭中的硫则主要形成二氧化硫。
煤炭的燃烧过程可以分为三个阶段:干燥阶段、热解阶段和燃烧阶段。
在干燥阶段,煤炭中的水分被蒸发出来,煤炭温度逐渐升高。
在热解阶段,煤炭中的挥发分开始分解,产生一系列的气体和液体产物。
在燃烧阶段,煤炭中的固体碳和液体产物被完全氧化,产生二氧化碳和水蒸气等气体。
煤炭燃烧产物的形成机理主要涉及煤炭中的燃烧反应和燃烧条件。
燃烧反应是指煤炭中的碳、氢、氮和硫等元素与氧气发生的化学反应。
煤炭中的碳在燃烧过程中首先发生氧化反应,生成一氧化碳和二氧化碳。
一氧化碳可以进一步氧化为二氧化碳,而二氧化碳则是煤炭燃烧的主要产物。
煤炭中的氢在燃烧过程中与氧气反应,生成水蒸气。
煤炭中的氮在燃烧过程中主要以氮气的形式释放到大气中。
煤炭中的硫在燃烧过程中发生氧化反应,生成二氧化硫。
除了燃烧反应外,煤炭燃烧产物的形成还受到燃烧条件的影响。
燃烧条件主要包括燃料浓度、氧气浓度、温度和燃烧时间等因素。
燃料浓度越高,燃烧产物的浓度也会增加。
氧气浓度越高,燃烧反应速率越快,燃烧产物的生成也会增加。
温度越高,燃烧反应的速率也会增加,燃烧产物的生成也会增加。
燃烧时间越长,燃烧反应进行的时间越长,燃烧产物的生成也会增加。
此外,煤炭的物理性质也会影响燃烧产物的形成。
煤炭中的灰分和挥发分的含量不同,会导致燃烧产物的种类和含量也不同。
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(二)、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,具体实施中形成工作面均压 逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均 压。
(二)、预防措施
二、煤的自热影响因素
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加了煤的自 燃危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。
二、煤的自热影响因素
3、贮运因素: 在贮存和运输过程中,影响煤自燃的因 素主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。
三、煤炭自燃的综合防治措施
• (一)、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。
一、煤的自燃机理
(一)、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。
一、煤的自燃机理
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。
三、煤炭自燃的综合防治措施
• 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。
三、煤炭自燃的综合防治措施
• 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。
二、煤的自热影响因素
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。低品级煤水分含量远 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。
• 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 和打密集钻孔注浆,是防止自然发火的2个 有效措施。
(二)、预防措施
• 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、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,随之煤重在幅度下降, 甚至比原始煤重还要轻。煤中水份的蒸发可带走 一些热量,该过程产热量在16.8~75.6J/g之间变 化。若煤氧化进行到这个阶段,想使其不自燃是 非常困难的。
(二)、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。
(二)、煤自燃的不同阶段
(二)、煤自燃的不同阶段
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。
二、煤的自热影响因素
(一)、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 含有大量水分的褐煤较纯褐煤不易自燃。
(二)、煤自燃的不同阶段
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℃。 产生的热量为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。
(二)、煤自燃的不同阶段
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 可进行到这个阶段。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。
二、煤的自热影响因素
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。
二、煤的自热影响因素
(二)、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: 使生成的热量扩散。可分为: