煤炭的自燃倾向性等级分类
煤的自燃及测试方法
因此，煤炭自燃必须同时满足四个条件： 1）煤本身要有自燃倾向性；（有自燃倾向性的煤呈破碎堆积） 2）要有连续的供氧条件； 3）热量易于积聚； 4）足够的氧化时间。
3.1 煤炭自燃倾向性影响因素
影响煤炭自燃倾向性的因素（内因因素）主 要有： 1）煤的变质程度 2）煤的水分 3）煤岩成分 4）煤的含硫量 5）煤的粒度、孔隙度与脆性
在柱箱温度为105℃的条件下处理1.5h。 （2）吸氧量的测定 将处理好的煤样，在柱箱温度为30℃，热导温度为80-100℃，载气氮流
量为30±0.5cm3／min，吸附氧气流量为20±0.5cm3／min的条件下，吸附氧 气20min后，测定脱附峰面积S1；
将煤样倒出，在相同的条件下，同一样品管空管吸附氧气5min，测定脱 附峰面积S2；根据S1、S2计算吸氧量值。
因此。影响煤炭自燃的外因因素也是不可忽视的。
4.1影响煤炭自燃的外因因素：
影响煤炭自燃的外因因素主要有： 1）煤层地质赋存条件 2）地质构造的破坏程度 3）围岩性质 4）采掘技术因素 5）通风条件
3.2煤的自燃倾向性鉴定
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。
我国《煤矿安全规程》（第209条）第228条规定： 煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。 新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供 煤样和资料送国家授权单位作出鉴定，鉴定结果报省（自治 区、直辖市）煤矿安全监察机构及煤炭管理部门备案。 生产矿井延深新水平时，必须对所有煤层的自燃倾向性 进行鉴定。 开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须采取综合预防煤 层自然发火的措施。 目前常用的测试方法有：
煤层自燃倾向性鉴定
岩层移动形式 （一）弯曲，这岩层移动的主要形式。当地下开采后，从直接顶 板开始沿层面法线方向弯曲，直到地表。 （二）岩层的垮落（或称冒落）。当煤层采出后，采空区附近上 方岩层弯曲而产生拉伸变形。当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强 度时，岩层破碎成大小不一的岩块，冒落充填于采空区。此时， 岩层不再保持其原有的层状结构。这是岩层移动过程中最剧烈的 形式，通常只发生在采空区直接顶板岩层中。 （三）煤的挤出（又称片帮）。采空区边界煤层在支承压力作用 下，一部分被压碎挤向采空区，这种现象称为片帮。由于增压区 的存在，煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩，从而 使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。
2.煤层自燃勘查 综合物探方法：其中高精度磁测扫面确定自燃 边界,二维地震剖面解释煤自燃层位。 磁法
3.自燃治理
形成煤田自燃火区必须同时具备合适的温度、氧气和煤 层三要素,因而灭火工作也就针对这三个因素进行,并由 此产生多种灭火方法。 目前最常用的有: a. 覆盖法:采用沙、黄土等细粒松散物覆盖煤田自燃区, 隔绝氧气的供给; b. 剥离法:在煤层露头自燃区剥离掉正在自燃的煤层,去 掉火种; c. 注水法:通过钻孔或裂隙注水,降低煤层自燃温度,使火 熄灭; d. 注浆法:通过钻孔、裂隙或巷道注入泥浆,降低温度,切 断煤与氧气的接触,达到灭火的目的。
1、清风堵漏，均压通风 2、插管喷注阻化液、埋管注胶 3、地面注氮 4、火区密闭
4.煤层覆岩移动规律与开采沉陷
在地下开采前，岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。 局部矿体被采出后，在岩体内部形成一个采空区，导致周围岩体 应力状态发生变化，引起应力重分布，从而使岩体产生移动变形 和破坏，直至达到新的平衡。随着采矿工作的进行，这一过程不 断重复。它是一个十分复杂的物理、力学变化过程，也是岩层产 生移动和破坏过程，这一过程和现象称为岩层移动。
煤自燃机理及自燃倾向性
抑制煤的自燃。
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2018/4/24
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。
煤的自燃倾向性新分类方法
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
第 1期
王继仁等 : 煤的自燃倾向性新分类方法
49
是煤与氧发生物理化学吸附的吸附热 . ( 2 ) 由热重曲线可以看出 , 煤体温度从 25 ～108 ℃为失水阶段 , 从 108 ～276 ℃为氧化增重阶段 , 276 ℃ 以后为着火燃烧阶段 . 在失水结束后的增重阶段 , 经过失水干燥后的煤大量吸附氧气 , 并发生复杂 的化学反应 , 生成过渡中间体络合物 , 表现在 TG曲线上为增重 . 煤中的官能团发生氧化反应放出热量 , 从煤的结构和化学反应来看 , 标志着煤有机大分子中稠环芳香体系周围的烷基侧链 、含氧官能团 、桥键及 其它小分子开始断裂或分解 , 并生成新的中间过渡络合物 . 从增重转为失重的拐点温度为煤的着火温度 , 本文定义增重阶段所对应的活化能为着火 活化能 . ( 3 ) 从加热失重到失重结束转为增 重阶段的温度为失水温度结束点 , 从增重 阶段转为失重阶段的温度为着火温度 . 神 东矿区实验煤样的着火与失水温度结束点 见表 1. ( 4 ) 当温度继续升高 , 约在 400 ℃, 样品在 DSC 曲线上出现了第 1 个放热峰 , 此峰点对应温度反映了挥发物的最大燃烧
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煤 炭 学 报
2008 年第 33 卷
化学反应的碰撞称为有效碰撞 , 能发生有效碰撞的分子称为活化分子 . 碰撞理论活化能指的是活化分子至 少要具备的最低能量 . 化学反应活化能越大 , 表明要活化普通分子所需的能量越大 ; 活化能越小 , 则活化 所需的能量越小 . 对于化学反应 , 影响其反应速率的主要有浓度 、温度 、催化剂等因素 , 催化剂加快化学 反应速率的原理就是降低了其活化能 . 煤的燃烧反应是复杂的多级反应 , 活化能的物理意义无法明确为某 一基元反应的能垒 , 所以称为表观活化能 . 煤的热重实验表明 , 在程序升温条件下 , 煤的燃烧过程分为失 水失重 、氧化增重和着火燃烧 3 个阶段 . 在失水结束后的增重阶段 , 是经过失水干燥后的煤大量吸附氧气 发生复杂的物理化学反应的结果 , 从增重转为失重的拐点温度为煤的着火温度 , 增重阶段的活化能为着火 活化能 . 着火活化能能够反应煤自燃的本质 .
煤自燃倾向性测定方法
目录煤的自燃倾向性是矿井防灭火工作的基础，为此我国《煤矿安全规程》明确规定，所有煤矿都要对开采煤层的自燃倾向性作出鉴定。
进行煤的自燃倾向性鉴定是一项系统、复杂、严谨的工作，因此有必要对煤的自燃倾向性的测定工作进行规范和细化，因此编制了煤自燃倾向性测定方法的作业指导书。
本作业指导书将介绍测定工作的仪器、测定方法、测定结果的整理分析等内容，以供测定人员学习和参考。
使测定人员对测定工作有较全面和系统地了解，顺利地完成测定工作。
2009年8月8日1 主要内容和适用范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 煤自燃倾向性测定目的 (1)4 煤自燃倾向性测定方法 (1)4.1 仪器设备及用具 (1)4.2 煤样的制备与管理 (1)4.3 测定步骤 (2)5 煤自燃倾向性等级分类及分类指标 (2)5.1 煤自燃倾向性等级分类 (2)5.2 煤自燃倾向性分类指标 (2)附录：煤的坚固性系数测定原始记录表 (4)1 主要内容和适用范围本作业指导书规定了煤自燃倾向性鉴定方法、分类指标及分类等级。
本作业指导书适用于煤的坚固性系数测定。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本作业指导书的条款。
GB/T 20104-2006 煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法GB/T 212-2008 煤的工业分析方法GB/T 214-2007 煤中全硫的测定方法GB/T 217-2008 煤的真相对密度测定方法GB 474-2008 煤样的制备方法GB 482-2008 煤层煤样采取方法3 煤自燃倾向性测定目的煤的自燃倾向性是矿井防灭火工作的基础，为此我国《煤矿安全规程》明确规定，所有煤矿都要对开采煤层的自燃倾向性作出鉴定。
4 煤自燃倾向性测定方法4.1 仪器设备及用具煤自燃性测定仪、精度0.0001g的分析天平、煤样粉碎机、标准分样筛（孔径0.10、0.15mm各一个），专用样品管、氮气及氧气钢瓶。
4.2 煤样的制备与管理（1）煤样水分影响进一步粉碎时，自然干燥后将全部煤样破碎至10mm以下，用堆锥四分法缩分至100~150 g，用于制备分析用煤样，其余煤样按原包装密封后封存作为存查煤样。
煤层自燃倾向性的鉴定方法
煤层自燃倾向性的鉴定方法(图文)我国目前预测自然(1)在实验室确定自燃倾向性等级;(2)根据本矿或条件相似(近)矿井或采区的已有的自然发火的统计资料，确定待采(或本)煤层的自然发火期。
发火的方法有：一、煤层自燃倾向性的鉴定方法1992年版的《煤矿安全规程》执行说明规定采用吸氧量法。
即“双气路气相色谱仪吸氧鉴定法”，鉴定结果按表10-4-1分类(方案)确定自燃倾向性等级。
[最专业的安全生产管理-风险世界网]二、煤层自然发火期的估算方法及其延长途径1、煤层的自然发火期估算方法目前我国规定采用统计比较和类比的方法确定煤层的自然发火期。
其方法如下：(1)统计比较法，矿井开工建设揭煤后，对已发生自然发火的自然发火期进行推算，并分煤层统计和比较，以最短者作为煤层的自然发火期。
计算自然发火期的关键是首先确定火源的位置。
此法适用于生产矿井。
(2)类比法，对于新建的开采有自燃倾向性的煤层的矿井，可根据地质勘探时采集的煤样所做的自燃倾向性鉴定资料，并参考与之条件相似区或矿井，进行类比而确定之，以供设计参考。
此法适用于新建矿井。
2、延长煤层自然发火期的途径煤炭自燃的发展过程受自燃倾向性(即低温时的氧化性)、堆积状态、通(漏)风强度(风量和风速)以及与周围环境的热交换条件等多种因素影响，其发展速度是可以通过人为措施而改变的，因此，煤层的自然发火期是可以延长的。
其途径有：1)减小煤的氧化速度和氧化生热，减小漏风，降低自热区内的氧浓度;选择分子直径较小、效果好的阻化剂或固体浆材，喷洒在碎煤或压注至煤体内使其充填煤体的裂隙，阻止氧分子向孔内扩散。
2)增加散热强度，降低温升速度。
增加遗煤的分散度以增加表面散热量;对于处于低温时期的自热煤体可用增加通风强度的方法来增加散热;增加煤体湿度。
三、外因火灾预测外因火灾预测可遵循如下程序：(1)调查井下可能出现火源(包括潜在火源)的类型及其分布;(2)调查井下可燃物的类型及其分布;(3)划分发火危险区(井下可燃物和火源(包括潜在火源)同时存在的地区视为危险区)。
7煤的自燃倾向性及发火期
4、确定煤自燃发火期的方法 确定自然发火期的方法
统计比较法 类比法 实验室测定法 综合法
10
4、确定煤自燃发火期的方法
统计比较法：通过对煤层的自燃情况作认真的统计和记录， 将同一煤层发生的各项自燃火灾逐一比较，以其发火时间最 短者作为该煤层的自然发火期，一般以月为单位。
类比法：根据地质勘探时采集的煤样所做的自燃倾向性鉴定 资料，并参考煤层、地质条件、赋存条件和开采方法与之相 似的采区或矿井，进行类比估算。
煤的自燃倾向性及发火期
1、煤的自燃倾向性
煤的自燃倾向性:煤自燃难易程度，是煤低温氧化性的体现，是煤的内在 属性之一 ；
《煤矿安全规程》规定：新建矿井的所有煤层和生产矿井延深新水平时， 必须对所有煤层的自燃倾向性进行鉴定；
科学地鉴定煤自燃倾向性对于矿井防灭火和煤炭储运过程是至关重要的。
1
2、煤自燃倾向性的测试方法
着火点温度降低值法 双氧水法 色谱吸氧鉴定法 氧化动力学测定方法
6
2、煤自燃倾向性的测试方法——色谱吸氧法
以1g干煤在常温（30℃）、常压下的物理吸附氧量作为分类的主要指
标，并综合考虑干燥无灰基挥发分及含硫量来对煤的自燃倾向性进行
分类。
煤样干燥无灰基挥发分Vdaf＞18%时自燃倾向性分类
自燃倾向性分类
容易自燃 自燃
不易自燃
判定指数I
I＜600 600≤ I≤1200
I＞1200
8
3、煤自燃发火期
煤的自然发火期是煤炭自然发火危险性的时间量度，即煤体 从暴露在空气环境之时起到自燃（温度达到该煤的着火点温 度）所需的时间。
煤的最短自然发火期是指煤矿矿井某一煤层自然发火观察和 记录的数据中最短的一个时间值。
自燃发火煤层相关标准汇总
自燃发火矿井应遵守的相关规定一、2013版《煤矿安全规程》对自燃发火矿井的要求第68条〔四〕高瓦斯矿井的易自燃煤层，应当采取以预抽方式为主的综合抽放瓦斯措施和综合防灭火措施，保证本煤层瓦斯含量不大于6m3/t或工作面最高风速不大于4.0m/s。
第133条一个矿井中只要有一个煤〔岩〕层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。
瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。
矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：〔一〕低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
〔二〕高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。
〔三〕煤〔岩〕与瓦斯〔二氧化碳〕突出矿井。
每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，报省〔自治区、直辖市〕负责煤炭行业管理的部门审批，并报省级煤矿安全监察机构备案。
上报时应包括开采煤层最短发火期和自燃倾向性、煤尘爆炸性的鉴定结果。
第137条〔八〕专用排瓦斯巷禁止布置在易自燃煤层中。
第148条〔一〕抽放容易自燃和自燃煤层的采空区瓦斯时，必须经常检查一氧化碳浓度和气体温度参数的变化，发现有自然发火征兆时，应当立即采取措施。
第175条装备矿井安全监控系统的开采容易自燃、自燃煤层的矿井，应设置一氧化碳传感器和温度传感器。
第214条突出的煤必须与时清理，以防自燃引起煤尘爆炸。
清理突出的煤时，必须制定防煤尘、片帮、冒顶以与瓦斯超限、出现火源、再次发生事故的安全措施。
第228条煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。
新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供煤样和资料，送国家授权单位作出鉴定，鉴定结果报省级煤矿安全监察机构与省〔自治区、直辖市〕负责煤炭行业管理的部门备案。
生产矿井延深新水平时，必须对所有煤层的自燃倾向性进行鉴定。
开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须采取综合预防煤层自然发火的措施。
煤炭等级评价指
煤炭等级评价指标（国家、行业最新标准）二零一二年十二月煤炭等级评价指标一、全水分分级（MT/T850）二、水分三、灰分（GB/T15224.1—2010）（一）煤炭资源评价灰分分级四、挥发分分级（MT/T849—2000）五、硫分（GB/T15224.2—2010）煤炭资源评价硫分分级六、煤中磷分分级(MT/T562—1996)七、煤中氟含量分级（MT/T966—2005）八、煤中氯含量分级（MT/T597—1996）九、煤中砷含量分级（MT/T803—1999）十、煤中汞含量分级（MT/T963—2005）十一、煤中铅含量分级（MT/T964—2005）十二、煤的固定碳分级（MT/T561—2008）十三、发热量分级（GB/T15224.3—2010）（一）煤炭发热量的分级十四、煤的哈氏可磨性分级（MT/T852-2000）十五、煤灰熔融性软化温度分级（MT/T853.1－2000）十六、煤灰熔融性流动温度分级（MT/T853.2－2000）十七、煤的热稳定性分级（MT/T560—2008）十八、煤的焦油产率分级十九、煤的结渣性评定二十、煤自燃倾向性等级分类（一）煤矿安全规程（1986）（二）煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法(GB/T20104-2006) 表1 煤样干燥无灰基挥发分V daf≤18%时自燃倾向性分类表2 煤样干燥无灰基挥发分V daf>18%时自燃倾向性分类二十一、煤炭可选性评定方法(一)±0.1中煤含量法%（GB/T16417—2011）(二)理论精煤回收率法二十二、稀散元素煤中的稀散元素锗、镓、铀都是可以利用的，若煤中锗的含量大于20克/吨，镓的含量大于30克/吨，铀的含量大于300克/吨，就认为够工业品位。
可回收利用。
二十三、煤灰粘度液体排渣锅炉非常重视灰粘度指标，当灰粘度为25帕·秒时，是灰渣正常流出的极限粘度，一般灰渣正常流出灰粘度都在25帕·秒以下，多在5～10帕·秒之间。
综采工作面采空区煤炭自燃三带的划分及实测
檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻 （ 上接第 142 页） 区的危险区域 参考文献：
表1
位置 进风侧 回风侧
713 工作面采空区 “三带” 范围表
散热带 / m ＜ 30 ＜ 25 自燃带 / m 30 25 90 80 窒息带 / m ＞ 90 ＞ 80
［3 ］
3 ） 采空区遗煤温升速度。 如果采空区内每天 的升温率 K ≥1 ħ / d 时， 就可以认为已进入可能自 燃带
［4 ］
。
采空区内即使漏风流形成了供煤氧化升温的条 件， 但如果某一因素能够限制采空区内积热升温 ， 那 么采空区内温度就不会上升， 从而不会产生自然发 。 ， 火 由此可见 采空区内按漏风流的 O2 浓度划分出 的自燃带内， 浮煤不一定具有氧化积热的条件。 所 以按 O2 浓度指标和漏风速指标划分采空区“三带 ”
1 ） 影响煤矿大面积采空区失稳的自然地质因 素包括煤层厚度、 倾角、 埋深、 断层的影响、 岩体质量 指标 RQD 值、 覆岩的弹性模量和单轴抗压强度、 煤 体的单轴抗压强度、 地应力场中的最大最小主应力 差及应力方向、 采空区积水情况等。 2 ） 影响煤矿大面积采空区失稳的开采技术因 素包括开采面积、 采空区体积、 回采工艺、 顶板垮落 情况、 上下及周围煤层开采情况、 采空区密闭情况、 地表塌陷情况、 采空区失稳事件发生情况、 采空区上 地表建筑物分布情况等。 3 ） 煤矿大面积采空区失稳危险状态等级评定
· 146·
11
（ 第 43 卷第 5 期）
分析·探讨
W1 =
i =1 11 i =1 9
∑G i
∑G imax
i =1 9
18 = = 0． 486 37 18 = 0． 474 38
煤的自燃及测试方法
因此，煤炭自燃必须同时满足四个条件： 1）煤本身要有自燃倾向性；（有自燃倾向性的煤呈破碎堆积） 2）要有连续的供氧条件； 3）热量易于积聚； 4）足够的氧化时间。
3.1 煤炭自燃倾向性影响因素
影响煤炭自燃倾向性的因素（内因因素）主 要有： 1）煤的变质程度 2）煤的水分 3）煤岩成分 4）煤的含硫量 5）煤的粒度、孔隙度与脆性
第二讲 煤的自燃及测试方法
2020/10/9
第一节 煤的自燃学说
1）黄铁矿作用学说
黄铁矿作用学说是最早试图打开煤炭自燃之迷的学说之一，它在十七世纪提 出并很快得到了很大的发展。该学说认为：黄铁矿吸氧后体积膨胀，挤碎了煤 块，增大了裂隙，同时黄铁矿吸氧后有水时要发生放热反应，热燃倾向性鉴定
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。
我国《煤矿安全规程》（第209条）第228条规定： 煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。 新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供 煤样和资料送国家授权单位作出鉴定，鉴定结果报省（自治 区、直辖市）煤矿安全监察机构及煤炭管理部门备案。 生产矿井延深新水平时，必须对所有煤层的自燃倾向性 进行鉴定。 开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须采取综合预防煤 层自然发火的措施。 目前常用的测试方法有：
1）煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法 2）着火温度降低值测定法
煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法
1）煤的自燃倾向性 煤在常温下氧化能力的内在属性 2）流动色谱吸氧法
应用热导法双气路气相色谱分析检测技术，测定煤对流态氧的吸附能力， 以吸氧量表征煤的氧化自燃性能。
3）步骤
（1）煤样的预处理 制备好的煤样称取1g装入标准样品管中，通以氮气(流量30cm3／min)，
自燃发火煤层相关标准汇总
自燃发火矿井应遵守的相关规定一、2013版《煤矿安全规程》对自燃发火矿井的要求第68条（四）高瓦斯矿井的易自燃煤层，应当采取以预抽方式为主的综合抽放瓦斯措施和综合防灭火措施，保证本煤层瓦斯含量不大于6m3/t或工作面最高风速不大于4.0m/s。
第133条一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。
瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。
矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：（一）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
（二）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。
（三）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。
每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，报省（自治区、直辖市）负责煤炭行业管理的部门审批，并报省级煤矿安全监察机构备案。
上报时应包括开采煤层最短发火期和自燃倾向性、煤尘爆炸性的鉴定结果。
第137条（八）专用排瓦斯巷禁止布置在易自燃煤层中。
第148条（一）抽放容易自燃和自燃煤层的采空区瓦斯时，必须经常检查一氧化碳浓度和气体温度参数的变化，发现有自然发火征兆时，应当立即采取措施。
第175条装备矿井安全监控系统的开采容易自燃、自燃煤层的矿井，应设置一氧化碳传感器和温度传感器。
第214条突出的煤必须及时清理，以防自燃引起煤尘爆炸。
清理突出的煤时，必须制定防煤尘、片帮、冒顶以及瓦斯超限、出现火源、再次发生事故的安全措施。
第228条煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。
新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供煤样和资料，送国家授权单位作出鉴定，鉴定结果报省级煤矿安全监察机构及省（自治区、直辖市）负责煤炭行业管理的部门备案。
生产矿井延深新水平时，必须对所有煤层的自燃倾向性进行鉴定。
开采容易自燃和自燃煤层的矿井，必须采取综合预防煤层自然发火的措施。
煤层自燃倾向性鉴定.
2.煤层自燃勘查 综合物探方法：其中高精度磁测扫面确定自燃 边界,二维地震剖面解释煤自燃层位。 磁法
3.自燃治理
形成煤田自燃火区必须同时具备合适的温度、氧气和煤 层三要素,因而灭火工作也就针对这三个因素进行,并由 此产生多种灭火方法。 目前最常用的有: a. 覆盖法:采用沙、黄土等细粒松散物覆盖煤田自燃区, 隔绝氧气的供给; b. 剥离法:在煤层露头自燃区剥离掉正在自燃的煤层,去 掉火种; c. 注水法:通过钻孔或裂隙注水,降低煤层自燃温度,使火 熄灭; d. 注浆法:通过钻孔、裂隙或巷道注入泥浆,降低温度,切 断煤与氧气的接触,达到灭火的目的。
应用矿井地质学
倾向性鉴定 2.煤层自燃勘查 3.自燃治理 4.煤层覆岩移动规律与开采沉陷
煤层自燃倾向性鉴定
1.1定义：煤层自燃倾向是指煤在常温下的氧化能力，也 是煤发生自燃的潜在能力。
煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。
1.2国外鉴定煤自燃倾向性方法 国际上现在还没有鉴定煤的自燃倾向性的统一标准，不同 地区和国家在不同时期采用不同的测试方法和指标。世界主要 采煤国家采用的煤炭自燃倾向性测试方法都是在模拟煤自然发 火的基础上，一般采用绝热氧化法和交叉点温度法等实验方法 测算的煤氧化升温过程特征参数。这些参数包括：最低自热温 度（SHT）、释热速率（HR）、煤自热升温速率（R70）、 交叉点温度（CPT）和活化能（E）等。
1、清风堵漏，均压通风 2、插管喷注阻化液、埋管注胶 3、地面注氮 4、火区密闭
4.煤层覆岩移动规律与开采沉陷
在地下开采前，岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。 局部矿体被采出后，在岩体内部形成一个采空区，导致周围岩体 应力状态发生变化，引起应力重分布，从而使岩体产生移动变形 和破坏，直至达到新的平衡。随着采矿工作的进行，这一过程不 断重复。它是一个十分复杂的物理、力学变化过程，也是岩层产 生移动和破坏过程，这一过程和现象称为岩层移动。
煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法
煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法MT／T 707—1997中华人民共和国煤炭工业部1997—12—30批准1998—07—01实施前言在我国煤自燃倾向性等级划分长期以来一直沿用着火温度法，但这种方法不但操作繁琐，而且与实际情况往往有较大的差异，并且没有相应的标准。
“七五”期间，我国开始从事煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法方面的研究，并使这一方法在我国得到了普遍的应用。
但在较长的一段时间内，存在着这两种测试方法同时使用的现象，致使这一重要的指标的管理和应用处在比较混乱的状态，给煤矿安全管理带来了很大的不便。
为此，《煤矿安全规程》执行说明(1992年版)规定煤自燃倾向性鉴定均采用色谱吸氧鉴定法。
煤自燃倾向性分类指标，最初是在三百多个煤样的试验基础上，联系这些煤层在矿井生产中的实际自燃发火情况，经过大量的数据分析和处理过程后确定的，后来经过多年的应用实践，并搜集现场实际应用资料，使这一指标的数据量达到了一千多个，经过分析，发现最初方案所定的I类分类指标偏高，致使这一指标所确定的I类容易自燃煤层数目少于现场实际生产中自然发火比较严重的煤层的数目。
后经过广泛地征求现场使用单位的意见，并经过大量的数据处理，将I类容易自燃煤层的吸氧量指标的下限值降至0.71。
本标准附录A、附录B、附录C均为标准的附录。
本标准由煤炭工业部科技教育司提出。
本标准由煤炭部煤矿安全标准化技术委员会技术归口。
本标准起草单位：煤炭科学研究总院抚顺分院。
本标准主要起草人：钱国胤。
本标准委托煤炭科学研究总院抚顺分院负责解释。
1 范围本标准规定了煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定方法、分类指标与分类等级。
本标准适用于鉴定褐煤、烟煤及无烟煤(含高硫煤)的自燃倾向性。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB／T 212—91 煤工业分析方法GB／T 214—83 煤中全硫的测定方法GB／T 217—81 煤的真比重测定方法GB／T 474—83 煤样的制备方法GB 482—1995 煤层煤样采取方法GB／T 4946—85 气相色谱法术语MT／T 708—1997 煤自燃性测定仪技术条件(待公布)煤矿安全规程1992—10—22 中华人民共和国能源部3 定义本标准采用下列定义。
10.基于活化能指标的煤自燃倾向性分级标准
2
TG /mg 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 100 200 300 Peak: 145.4 °C Onset: 379.5 °C T1 T2 Peak: 228.1 °C T3
DSC /(mW /mg) DTG /(mg/min) 放热方向 0 0 -0.100 -2 -0.200
3 结果与讨论
热重法是指在程序控温条件下，连续测量出样品的质量变化与温度或者时间的函数关系的方法。通过 质量与时间或温度的失重(TG)曲线和放热(DSC)曲线进行定性和定量分析，可以获得有关样品氧化自燃过 程中的重要信息以及相应过程的反应动力学参数。 3.1 实验结果 从 TG 曲线（见图 1 与图 2）可以看出，煤氧化自燃过程可分为三个阶段：失水失重阶段、氧化增重阶 段和燃烧失重阶段。分析热重曲线可以表明，煤体温度从 25~140℃为失水阶段，从 140~230℃左右为氧化 增重阶段，230℃以后为着火燃烧阶段。在失水结束后的增重阶段，是经过失水干燥后的煤大量吸附氧气， 并发生复杂的化学反应，生成过渡中间体和过渡态，在 TG 曲线上表现为质量持续增加，有段上升的曲线。
[13]
。辽宁工程技术大学王继仁教授提出了以煤的着火活化
， 能够反映煤自燃过程的氧化特性与放热特性。 本文应用着火活化能的概念，
以煤的着火活化能作为煤自燃倾向性的分类指标，确定具体的分类标准。
1
实验原理
煤的着火活化能是煤氧化自燃过程中出现重量增加阶段的活化能，是氧分子与煤有机大分子发生化学
1.1 煤着火活化能 反应需要越过的最 大位垒。从热重实验的 TG 曲线上看具有明显的增重，宏观增重的开始对应着微观煤的 氧化自燃过程，是从煤有机大分子中活泼的侧链基团与氧分子发生化学反应生成活性中间体开始，由于整 个过程是一个放热反应，随着能量的积累，煤有机大分子中最不活泼的基团生成中间体对应着宏观增重过 程结束。煤的着火活化能判定煤发生自燃难易程度，煤的着火活化能越小越容易发生自燃，越大越不易发 生自燃[14]。 1.2 煤氧化燃烧反应的动力学模型 煤的氧化分解是典型的气固反应
煤炭的分类与燃烧特性
工业燃料：煤炭广泛应用于钢铁、化工、水泥等工业领域，作为燃料提供热能。
民用燃料：煤炭也是家庭取暖和烹饪的主要燃料之一，特别是在农村地区。
煤炭的市场需求
建材行业：煤炭是水泥、玻璃等建材产品的主要燃料，市场需求稳定
化工行业：煤炭是合成氨、甲醇等化工产品的主要原料，市场需求增长
钢铁行业：煤炭是炼钢的主要燃料，市场需求稳定
半烟煤：介于烟煤和无烟煤之间，煤化程度中等，水分含量和热值介于两者之间
根据煤的粘土矿物含量分类
粘土矿物含量高的煤：易燃，燃烧速度快，热值高
粘土矿物含量低的煤：难燃，燃烧速度慢，热值低
粘土矿物含量适中的煤：燃烧性能适中，热值适中
粘土矿物含量极低的煤：燃烧性能极差，热值极低
根据煤的煤岩组成分类
腐殖煤：主要由植物残体组成，含有较高的碳含量和较低的氢含量
排放二氧化碳：煤炭燃烧会产生大量的二氧化碳，导致全球气候变暖。
排放氮氧化物：煤炭燃烧会产生氮氧化物，导致光化学烟雾和空气污染。
排放颗粒物：煤炭燃烧会产生颗粒物，导致空气污染和人体健康问题。
煤炭的燃烧方式
4
层燃燃烧方式
应用：适用于大型锅炉和工业窑炉
缺点：燃烧速度慢，容易产生不完全燃烧
优点：燃烧效率高，热损失小
煤炭的燃烧效率
煤炭的燃烧效率与煤炭的种类、品质和燃烧条件有关
煤炭的燃烧效率可以通过燃烧试验和热值分析来测定
提高煤炭的燃烧效率可以减少能源消耗，降低环境污染
煤炭的燃烧效率与燃烧设备的设计和操作也有关
煤炭燃烧对环境的影响
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排放二氧化硫：煤炭燃烧会产生二氧化硫，导致酸雨和空气污染。
特点：煤炭在炉膛内呈层状燃烧
矿井防灭火考试题答案
南煤集团大阳泉公司矿井防灭火考试题（卷）部门姓名成绩一、填空题（30分，毎空1分）1、煤层的自燃倾向性分为（容易自燃），（自燃），（不易自燃）三类2、凡是发生在矿井井下或地面，（威胁到井下安全生产），（造成损失）的非控制燃烧均称为矿井火灾。
2、矿井发生火灾的的原因虽然是多种多样，但构成火灾的基本要素归纳起来有（热源）、（可燃物）、（空气）三个方面，俗称火灾三要素。
4、矿井火灾根据引火源的不同，可分为（内因火灾）和（外因火灾）两大类。
5、外因火灾是由于外来热源引起的。
据调查分析，形成外因火灾的原因有以下几种：（明火），（电火花），（违章爆破），（瓦斯、煤尘爆炸），（机械摩擦）。
6、煤层自燃火灾的常发地点一般是在（断层附近），（高冒区），（采煤工作面进风巷、回风巷和停采线附近），（密闭墙内），（溜煤眼及联络巷）。
7、矿井发生火灾事故时，位于火源进风侧的人员，应（迎着新鲜风流撤退）。
8、煤炭自燃时必须同时具备以下3个条件：（1）、（煤炭具有自燃倾向性），并呈破碎状态存在；（2）、（连续的通风供氧）维持煤的氧化过程不断发展；（3）、煤氧化生成的（热量）大量蓄积，难以及时散失。
9、煤的氧化自燃过程一般分为3个阶段，即（潜伏阶段），（自燃阶段），（燃烧阶段）。
10、矿井火灾对煤矿生产及职工安全的危害主要有以下几个方面：（产生大量有害气体），（在火源及近邻处产生高温），（能够引起瓦斯煤尘爆炸）。
二、选择题（20分，每题2分）1、以下哪种灭火方法属于隔绝灭火法（ B ）A、挖出火源B、密闭火区C、用砂子或岩粉灭火D、用灭火器灭火2、井口房和通风机房附近（ A ）米内，不得有烟火或用火炉取暖。
A、20B、30C、40D、503、采取用水灭火的方法时，灭火人员要站在火源的（ A ），防止高温烟流伤人或中毒。
A、进风侧B、回风侧C、两者均可D、根据情况而定4、采取挖除火源的方法灭火是扑灭火灾最彻底的方法，但是采用这种方法的条件是（ D ）A、火灾处于初级阶段，涉及范围不大B、火区无瓦斯超限、积聚、无爆炸危险C、火源位于人员可直接到达的地点D、以上条件全部符合5、回采工作面回采结束后，必须在（ D ）天内进行永久封闭。
煤的自燃倾向性分为容易自1
概况矿区位于二道岭向斜最北段的轴部，向斜北部煤岩层走向近东西，倾向南，井田可采范围内，煤层倾角20°〜35°;南部煤岩层走向北东一南西，倾向北西，倾角16°〜30°倾角在深部变小。
井田内无影响煤层开采的断层，煤矿内未发现岩浆岩。
构造复杂程度为中等复杂构造。
矿区可采煤层四层，编号为二1 、二2、三、四煤层。
二1 煤层东部厚，已基本采空；西部较薄，平均厚度仅2.6m,二1 煤层保有资源量主要分布在xx 西部；二2 煤层平均厚度2.50 m;三煤层平均厚度1.38m ;四煤层平均厚度1.91m。
煤层结构简单，赋存较稳定。
我矿根据初步设计要求采用走向长壁单体液压支柱爆破落煤采煤法,经2007年10月,内蒙古安科安全生产检测检验有限公司对阿拉善盟顺舸矿业集团蓝天煤矿的鉴定结果为煤自燃倾向性属II级自燃。
预防煤层自燃的措施1、布置在煤层中的主要巷道采取锚喷支护或砌碹支护,减少煤巷裸露面积;对盲巷、废弃巷道、密闭墙、裂隙等进行注浆封闭,及时清理碎煤杂物, 使之与空气隔绝,抑制煤炭的氧化;2、采用后退式开采、全部跨落法管理顶板的采煤方法,每个工作面回采完毕时留设必要的安全隔离煤柱,快速推进、及时封闭采空区;3、加强通风管理，合理设置通风构筑物，井下通风设施（通风机、风门、风墙等）设置在围岩坚固、地压稳定的地点，减少漏风，削弱采空区的供氧条件；每一采区都有单独的通风系统，回采工作面采用全负压U 形通风；4、加强对采掘工作面自然发火情况的安全监测，及时掌握煤层自然发火规律，制定和采取有效的防灭火措施，预防井下火灾事故的发生；5、对支承压力区的煤柱裂隙、开切眼、停采线、上下顺槽等煤炭易于自燃的地点喷洒阻化剂，降低煤的氧化能力，阻止煤的氧化进程。
6、设计井下采喷洒阻化剂、均压通风等防灭火措施；（1）阻化剂防灭火a. 阻化剂选择设计选用阻化率较高的氯化钙CaCl2，设计选用CaCl2 的浓度为20%。