煤自燃特性及防治技术精品PPT课件
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煤炭自燃讲座_ppt课件
煤炭自燃过程
• 根据现有的研究成果，人们认为煤炭的氧化 和自燃是基一链反应。煤炭自燃过程大体分 为3个阶段：①潜伏期；②自热期；③燃烧 期。
自热温度（Self-heating temperature，SHT）
• 自热温度也称临界温度，是能使煤自发燃烧的最低 温度。一旦达到了该温度点，煤氧化的产热与煤所 在环境的散热就失去了平衡，即产热量将高于散热 量，就会导致煤与环境温度的上升，从而又加速了 煤的氧化速度并又产生更多的热量，直至煤自燃起 来。 • 煤的自热温度与煤的产热能力和蓄热环境有关，对 于具有相同产热能力的煤，煤的自热温度也是不同 的，主要取决于煤所在的散热环境。如浮煤堆积量 越大，散热环境越差，煤的最低自热温度就越低。 因此应注意即使是同一种煤，其自热温度不是一个 常量，受散热（蓄热）环境影响很大
Powder Plant
Coal Dusts
1、煤自燃
2、奶粉自燃
3、堆积的草垛 4、黄磷 5、堆积的油纸油布
煤炭自然发火机理
• 1862年，德国人戈朗布曼（Grumbman）发表了第一篇关于煤炭自 燃起因的文章。一百多年来，为了解答煤为什么能够自燃，人们 进行了不懈的努力与探索，提出了若干学说来解释煤的自燃，如 黄铁矿作用、细菌作用、酚基作用，煤氧复合作用等学说。 • 黄铁矿作用学说认为煤的自燃是由于煤层中的黄铁矿(FeS2)与空 气中的水份和氧相互作用、发生热反应而引起的。 • 细菌作用学说认为，在细菌作用下，煤在发酵过程中放出一定热 量对煤自热起了决定性作用。 • 酚基作用学说认为，煤的自热是由于煤体内不饱和的酚基化合物 强烈地吸附空气中的氧，同时放出一定量的热量而造成的。 • 煤氧复合作用学说认为，原始煤体自暴露于空气中后，与氧气结 合，发生氧化并产生热量，当具备适宜的储热条件，就开始升温， 最终导致煤的自燃。
煤炭自燃火灾分析及采取的安全措施
通过媒体、宣传册等方式，向公众普及煤炭自燃的危害 及防范知识。
加强员工培训
对煤炭从业人员进行消防安全培训，提高员工的火灾防 范意识和技能。
提高防范意识
定期检查
对煤炭堆场进行定期检查，发现隐患及时整改。
火源管理
严格控制火源，禁止在煤炭堆场吸烟、动火等行 为。
警惕异常现象
关注煤堆温度变化、气味等异常现象，及时采取 措施处理。
煤炭自燃的外因
环境的温度和湿度
环境温度越高，越有利于煤的氧化和自燃；而湿度过大则会使煤的表面形成水膜，阻碍了氧气的扩散和吸附，从 而延缓了煤的自燃过程。
通风条件
通风条件对煤的自燃也有很大的影响。当通风条件较好时，氧气能够充分接触煤的表面，加速了煤的氧化过程； 而当通风条件较差时，煤的氧化过程会减缓。
煤炭自燃火灾分析及采取 的安全措施
汇报人：
日期:
CATALOGUE
目 录
• 煤炭自燃火灾概述 • 煤炭自燃火灾原因分析 • 煤炭自燃火灾预防措施 • 煤炭自燃火灾应急措施 • 煤炭自燃火灾的教训与启示 • 相关案例分析
01
CATALOGUE
煤炭自燃火灾概述
煤炭自燃的定义
煤炭自燃是指煤在无外界明火点燃条件下，由煤自身氧化产生的热量使煤缓慢氧 化，并逐渐积聚热量，使温度升高到煤的着火点而引起自燃。
煤的变质程度越高，其自燃倾向性越强。例如，褐煤和长焰煤等低变质程度的 煤，自燃倾向性较低；而烟煤和无烟煤等高变质程度的煤，自燃倾向性较高。
煤的含水量
煤中含有适量的水分，有利于煤的自燃。因为水分可以促进煤中有机质的分解 和氧化，同时水分还能吸附和溶解一些易燃气体，如甲烷和一氧化碳等，这些 气体在煤的氧化过程中会产生热量，从而加剧煤的自燃。
加强员工培训
对煤炭从业人员进行消防安全培训，提高员工的火灾防 范意识和技能。
提高防范意识
定期检查
对煤炭堆场进行定期检查，发现隐患及时整改。
火源管理
严格控制火源，禁止在煤炭堆场吸烟、动火等行 为。
警惕异常现象
关注煤堆温度变化、气味等异常现象，及时采取 措施处理。
煤炭自燃的外因
环境的温度和湿度
环境温度越高，越有利于煤的氧化和自燃；而湿度过大则会使煤的表面形成水膜，阻碍了氧气的扩散和吸附，从 而延缓了煤的自燃过程。
通风条件
通风条件对煤的自燃也有很大的影响。当通风条件较好时，氧气能够充分接触煤的表面，加速了煤的氧化过程； 而当通风条件较差时，煤的氧化过程会减缓。
煤炭自燃火灾分析及采取 的安全措施
汇报人：
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目 录
• 煤炭自燃火灾概述 • 煤炭自燃火灾原因分析 • 煤炭自燃火灾预防措施 • 煤炭自燃火灾应急措施 • 煤炭自燃火灾的教训与启示 • 相关案例分析
01
CATALOGUE
煤炭自燃火灾概述
煤炭自燃的定义
煤炭自燃是指煤在无外界明火点燃条件下，由煤自身氧化产生的热量使煤缓慢氧 化，并逐渐积聚热量，使温度升高到煤的着火点而引起自燃。
煤的变质程度越高，其自燃倾向性越强。例如，褐煤和长焰煤等低变质程度的 煤，自燃倾向性较低；而烟煤和无烟煤等高变质程度的煤，自燃倾向性较高。
煤的含水量
煤中含有适量的水分，有利于煤的自燃。因为水分可以促进煤中有机质的分解 和氧化，同时水分还能吸附和溶解一些易燃气体，如甲烷和一氧化碳等，这些 气体在煤的氧化过程中会产生热量，从而加剧煤的自燃。
矿井火灾防治教学课件PPT
（二）影响煤炭自燃的地质、开采因素
1、煤层厚度 2、煤层倾角 3、顶板岩石性质 4、地质构造 5、开采技术因素 6、漏风条件
（三）漏风强度
漏风给煤炭自燃提供必须的氧气，漏风 的强度的大小直接影响着煤体的散热。 认为： Q>1.2m3/min.m2或 <0.06m3/min.m2不会自燃。 Q=0.4m3/min.m2~0.8m3/min.m2,最 危险
防火对策
（2）防止火灾扩大。 ①有潜在高温热源的前后１０ｍ范围内应使用不
燃支架。 ②划分火源危险区，在危险区的两端设防火门；
矿井有反风装置，采区有局部反风系统。 ③在有发火危险的地方，设置报警、消防装置和
设施。 ④在发火危险区内设避难硐室。
防火对策
• （２）灾后对策 主要有： ①报警。采集处于萌芽状态的火灾信息，发出报
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自燃
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容易自燃
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容易自燃
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一、煤炭自燃机理及发展过程
（一）、煤炭自然机理 早在1862年，德国人戈朗布曼 （Grumbman）发表了第一篇关于煤炭自燃 起因的文章。一百多年来，人们提出了若干学说 来解释煤的自燃，如黄铁矿作用、细菌作用、 酚基作用，煤氧复合作用等学说。
第二节煤炭自燃
年烧失的煤炭量１０００—１３６０万吨，年 破坏的优质煤炭资源量达２亿吨，若按每吨煤 炭坑口价８０元计算，年损失煤炭资源的潜在 价值达１６０亿元。对我们矿业集团矿来讲： 煤炭极容易自燃，发火期在3——6个月，多数 发生在老区的采空区漏风而造成的，均压防灭 火技术在淮南矿区的应用更为重要。
煤炭自燃机理及综合防治措施(2021新版)
( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改煤炭自燃机理及综合防治措施(2021新版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes煤炭自燃机理及综合防治措施(2021新版)1煤的自燃机理1.1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。
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。
1.2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。
(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。
矿井火灾防治精选课件.ppt
一、矿井火灾的概念
凡是发生在矿井井下或地面，威胁到井 下安全生产，造成损失的非控制性燃烧均称 为矿井火灾。
如：地面井口房、通风机房失火、井下 皮带着火、煤炭自燃等都是非控制燃烧，均 属矿井火灾。
二、矿井火灾的构成因素
矿井火灾发生的原因虽是多种多样，但 构成火灾的基本要素归纳起来有热源、可燃 物和空气三个方面。俗称火灾三要素。
●通风条件。主要指漏风问题。当漏风风
流使煤炭有比较充分的供氧条件，而又不致 于带走氧化产生的热量，可以形成热量的聚 集时，煤炭才会发生自燃。
●采空区管理。及时封闭采空区，保证密
闭严密及有效的管理采空区，是减少采空区 漏风和防止煤炭自然发火的重要措施之一。
总之，煤炭从常温下发展到自然发火状态 是有其内部因素和外部条件的。具有自燃倾 向性的煤炭，只要存在着有利于煤炭氧化进 程发展的时间和热量积蓄的条件与环境，自 燃现象就会发生。
（二）预防性灌浆
●预防性灌浆的作用：
▼泥浆中的沉淀物将碎煤包裹，从而与空气 隔绝； ▼沉淀物充填于浮煤和冒落的矸石缝隙之间， 堵塞漏风通道； ▼泥浆对已经自热的煤炭有冷却散热作用
●浆液材料的选择
我国大部分煤矿采用的灌浆材料是地表 黄土，也有许多矿区开始采用其它材料，如 开滦、平顶山、邢台矿区采用电厂飞灰，四 川芙蓉矿区采用飞仙关页岩，中梁山矿区采 用风化页岩；山东兖州矿区采用煤矸石等。
火灾三要素必须是同时存在，而且达到 一定数量才能引起矿井火灾。缺少任何一个 要素，矿井火灾就不可能发生。矿井火灾的 防治与扑灭都是从这三个方面来考虑的。
三、矿井火灾的分类
（一）按引火的热源不同分类 外因火灾和内因火灾。
（二）按发火地点的不同分类 井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、采 空区火灾等。 （三）按燃烧物的不同分类 机电设备火灾、油料火灾、火药燃烧 火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾等。
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。
预防煤炭自燃发火的技术措施
撤离人员
在灭火过程中，及时撤离现场 附近的人员，确保他们的安全 。
发生煤炭自燃时的安全措施
确保人员安全
在处理煤炭自燃时，首先要确保现场人 员的安全，避免发生意外事故。
注意通风
在处理煤炭自燃时，要注意通风情况 ，避免产生大量有毒气体，危害人员
健康。
使用合格灭火器材
在灭火过程中，使用合格的灭火器材 能够有效地控制火势，避免火势扩大 。
05 防止煤炭自燃的应急处置 措施
发生煤炭自燃的应急处置流程
确定自燃位置
根据现场情况，确定煤炭自燃 的具体位置。
采取灭火措施
根据现场情况，选择合适的灭 火方法，如使用灭火器、浇水 等。
报警
发现煤炭自燃时，立即向现场 负责人报告，并启动应急处置 流程。
隔离自燃煤炭
将自燃煤炭与其他未自燃的煤 炭隔离开，避免火势扩大。
惰性气体防灭火技术
总结词
惰性气体防灭火技术是一种高效的防止煤炭自燃的措施，通过将惰性气体注入煤 炭表面，降低氧气浓度和煤炭温度，从而防止煤炭自燃。
详细描述
惰性气体防灭火技术适用于各种类型的煤炭，特别是对于深度降温的煤炭和易自 燃的煤炭。惰性气体防灭火技术的优点是效果好、速度快、不会对环境造成污染 。
。
热成像监测技术
要点一
总结词
热成像监测技术是通过红外热像仪等设备，实时监测 煤炭表面的温度分布，及时发现并控制自燃发火风险 。
要点二
详细描述
热成像监测技术主要通过在煤矿井下设置红外热像仪 ，对煤炭表面进行实时监测，同时结合数据分析技术 ，及时发现温度异常升高的区域，进而采取相应的防 灭火措施。此外，该技术还可以通过热像图直观地显 示煤炭自燃的区域和程度，为采取有效的防灭火措施 提供依据。
第4章 防治煤炭自燃技术(1-2 5-6)
（1）少丢煤或不丢煤； （2）控制矿山压力、减少煤柱破裂； （3）避免上行回采，遵循先采上煤层，再采下煤层的正常回采顺序； （4）合理布置采区； （5）回采时应尽量避免过分破碎煤体； （6）加快工作面回采速度，使采空区自热源难以形成； （7）及时密闭已采区和废弃的旧巷； （8）注意选择回采方向，不使采区回风巷过分受压或长时间维护在
甘肃窑街、山东枣庄的柴里煤矿在开采易燃的厚煤层时，均采用了 形式基本相同的岩石上山和集中运输巷、回风巷，从而摆脱了自然 发火的被动局面。
柴里煤矿开采8～12m的特厚煤层采用的U型区段集中岩巷布置 1－分层工作面；2－分层煤巷；3－溜煤眼；4－倾斜联络巷；5－岩石集中运输巷；
6－岩石联络巷；7－分层回风巷；8－岩石集中回风巷；9－调压风窗
（4）采高设计时，极力避免抛顶煤、丢底煤情形的出 现，不能一次采全高的工作面原则上顶煤留设厚度不能大 于40cm。
这些要求的严格落实，对该矿区防止煤炭自燃起到了 十分重要的作用。
2、合理进行巷道布置 总体原则：开采自燃煤层的矿井或采区在初期设计时应
（1）简化巷道布置，规范巷道设计，应尽量不打或少打辅 助巷道，避免其对煤层或区段采场完整性的破坏； （2）尽量减少各类形式的联络巷，使区段巷道构成简单化， 对于那些必需的巷道要合理地进行布置。
第四章 防治煤炭自燃技术
煤炭自燃防治思路:
首先必须从系统设计着手，掌握较准确的煤层埋藏地质条件， 优化矿井开拓系统，合理确定开采方法、工艺及巷道支护方式； 在开采中有效控制矿山压力、减少煤体破碎，实现少丢煤、快开 采和快隔离；同时加强通风管理、少漏风。 根据矿井的条件，因地制宜，合理选用防治自燃火灾的技术:均 压堵漏、注浆、洒阻化剂、注惰气、注凝胶和泡沫材料等。
而外错式布置，则在下分层回采时煤巷容易冒落堆积也易造成易自燃区域。
甘肃窑街、山东枣庄的柴里煤矿在开采易燃的厚煤层时，均采用了 形式基本相同的岩石上山和集中运输巷、回风巷，从而摆脱了自然 发火的被动局面。
柴里煤矿开采8～12m的特厚煤层采用的U型区段集中岩巷布置 1－分层工作面；2－分层煤巷；3－溜煤眼；4－倾斜联络巷；5－岩石集中运输巷；
6－岩石联络巷；7－分层回风巷；8－岩石集中回风巷；9－调压风窗
（4）采高设计时，极力避免抛顶煤、丢底煤情形的出 现，不能一次采全高的工作面原则上顶煤留设厚度不能大 于40cm。
这些要求的严格落实，对该矿区防止煤炭自燃起到了 十分重要的作用。
2、合理进行巷道布置 总体原则：开采自燃煤层的矿井或采区在初期设计时应
（1）简化巷道布置，规范巷道设计，应尽量不打或少打辅 助巷道，避免其对煤层或区段采场完整性的破坏； （2）尽量减少各类形式的联络巷，使区段巷道构成简单化， 对于那些必需的巷道要合理地进行布置。
第四章 防治煤炭自燃技术
煤炭自燃防治思路:
首先必须从系统设计着手，掌握较准确的煤层埋藏地质条件， 优化矿井开拓系统，合理确定开采方法、工艺及巷道支护方式； 在开采中有效控制矿山压力、减少煤体破碎，实现少丢煤、快开 采和快隔离；同时加强通风管理、少漏风。 根据矿井的条件，因地制宜，合理选用防治自燃火灾的技术:均 压堵漏、注浆、洒阻化剂、注惰气、注凝胶和泡沫材料等。
而外错式布置，则在下分层回采时煤巷容易冒落堆积也易造成易自燃区域。
煤炭自燃理论及应用基础研究PPT课件
2021/3/12
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2.煤的分子结构研究方面
➢ 陈昌国等人通过对煤结构模型的研究认为在煤结 构模型中，既有小分子，也有大分子
➢ 人们利用分子模型来构造煤分子结构的不同特征。 对烟煤来说，在过去三十年中发展并被广泛接受 的模型是Given、Wiser、Solomon和Shinn模型
➢ 随着计算机技术的发展，运用分子力学和量子化 学理论，模拟计算煤的分子结构已成为可能
煤表面与矿井采空区各种气体发生吸附 时的亲和顺序为：
氧气＞水＞二氧化碳＞氮气＞一氧化碳＞甲 烷。
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（3）含N、S、P侧链基团对氧分子的物理吸附
含S侧链基团对氧分子的物理吸附
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含p侧链基团对氧分子的物理吸附 15
吸附能 ：
煤表面含N、S、P基团侧链与8个氧分子 发生物理吸附时： ➢N侧链吸附的吸附能为627.16KJ/mol； ➢含P侧链吸附能为606.09KJ/mol； ➢含S侧链与吸附能为604.51KJ/mol。
不能自燃煤以上基团含量很少
ห้องสมุดไป่ตู้
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（3）自燃煤的有机大分子是以稠芳香环为骨架，带有多种活性侧链基团。 低分子化合物主要有酮、酸、烷、醇类等。有机大分子侧链基团和低分子化 合物对煤的自燃具有极其重要的作用。
2021/3/12
优化后自燃煤有机大分子的化学基本结构单元
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（4）煤中低分子化合物
煤体内不饱合的酚基化合物强烈吸附空气中的氧同时放 出一定的热量所致 ➢ 国内外学者以煤的吸氧量的多少为依据，提出了引起煤 自燃的煤氧复合理论 ➢ 以余明高、徐精彩教授为代表，从宏观上应用数学方法 定量推导了煤的耗氧速度、放热强度与煤自燃的关系 ➢ 煤炭科学总院抚顺分院提出了煤自燃倾向性色谱吸氧鉴 定法
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煤层地质赋存条件
煤层厚度
➢开采厚煤层的矿井，内因火灾发生次数比开采中厚和薄煤层的矿井多； ➢据统计，有80％的自燃火灾发生在厚煤层开采中 ； ➢国内的鹤岗矿区统计，有86.6％的自燃火灾发生在5m以上的厚煤层中； ➢原苏联库兹涅茨矿区2/3以上的煤炭自燃也发生在5m以上的厚煤层中。
煤层倾角
➢开采急倾斜煤层比开采缓倾斜煤层易自燃 ； ➢原苏联库兹涅茨矿区75％的自燃火灾发生在45°～90°倾角的煤层中； ➢德国鲁尔矿区81.5％的自燃火灾发生在36°～90°倾角的煤层内； 原因： ✓倾角大的煤层受到地质作用影响比较大，使得煤层在开采过程中比较容易破 碎 ✓倾角大的煤层频繁发生自燃还因为急倾斜煤层顶板管理困难，采空区不易充 严，煤柱也不易保留，漏风大
煤层地质赋存条件
地质构造
自然发火次数要多于煤层层位规则的地方如断层、褶曲发育地带、 岩浆入侵地带 。这是由于煤层受张拉、挤压的作用，裂隙大量发生， 破碎的煤体吸氧条件好，氧化性能高。据四川芙蓉煤矿统计，巷道自 燃火灾52％发生在断层附近。
煤层顶板
煤层顶板坚硬，煤柱易受压碎裂。坚硬顶板的采区空冒落充填不 密实，冒落后有时还会形成与相邻正在回采的采区，甚至地面连通的 裂隙，漏风无法杜绝，为自燃提供了条件
✓ 煤田火灾每年烧损的煤量达1360万吨，经济损失超过200亿元； ✓ 煤田火灾还造成对地下水的污染和地质条件、地表植被、大气环境的
严重破坏； ✓ 煤田火在世界范围内引起许多问题和风险，例如排放有害气体和温室
气体，污染大气和地下水，造成局部土地退化，导致生态系统退化、 滑坡、坍塌和侵蚀，引起呼吸系统疾病和威胁煤矿安全等； ✓ 中央与地方财政每年投入的灭火资金都达数亿元以上。
燃烧期
煤温达到着火温度（无烟煤﹥400℃、烟煤320380 ℃ 、褐煤﹤300℃）开始燃烧。
风化冷却
如果煤温根本不能上升到临界温度，或能上升到这 一温度但由于外界条件的变化更适于热量散发而不是聚 集，煤炭自燃过程自行放慢而进入冷却阶段，继续发展， 便进入风化状态，使煤自燃倾向性能力降低而不易再次 发生自热。
一、煤炭自燃产生的条件、过程 及其影响因素
自然发火的条件
➢煤具有自燃倾向性且呈破碎状态堆积 ➢有连续的通风供氧条件 ➢热量易于积聚 （有聚热环境） ➢持续一定的时间
煤自燃过程
温
度
燃
着火点温度
烧
Tc＝70℃
T0 0
准备期
冷却 自热期
风化 时间
煤自燃准备期
• 准备期又成为潜伏期，此阶段煤体温度的变化不 明显，煤的氧化进程十分平稳缓慢，煤与氧接触 后煤的重量略有增加、着火点温度降低，氧化性 被活化。在该阶段因环境起始温度低，煤的氧化 速度慢，产生的热量较小，因此需要一个较长的 蓄热过程，它的长短取决于煤的自燃倾向性的强 弱和外部条件。
若顶板易于垮落，垮落后能够严密地充填采空区并很快被压实， 火灾就不易形成，即使发生，规模也不会很大。
➢ 我国煤矿现广泛采用大采高与放顶煤技术和瓦斯抽采技术后，以造成采空 区遗煤多和漏风大，使得自然发火严重。
➢ 矿井自燃火灾常诱发瓦斯、煤尘爆炸事故，进一步扩大其灾难性
煤田火灾
✓ 我国新疆、宁夏、内蒙古还存在大面积的煤 田火灾燃烧面积达720 km2，其中新疆现有 火区35个，火区面积达826万m2；宁夏现有 火区37个，火区面积394.5万m2；内蒙古现有火区116 个，火区面积 1903 万m2。
煤自燃特性及防治技术
仲晓星 副教授
煤炭是我国的主要能源
➢煤炭占我国一次能源生产和消费结构的70%
核能 天然气
原油
0.8% 2.4%
煤炭
21%
69.9%
左右，这种主体地位未来几十年不会改变。 水电 5.9%
我国煤矿火灾特别是自燃灾害严重
➢79.93%的煤层有自燃倾向性，可采厚煤层基本存在自然发火； ➢诱发瓦斯、煤尘爆炸，严重危及井下人员的生命安全。 ➢煤田火灾每年烧损煤量达1000万吨，经济损失超过200亿,还严重 破坏生态环境；
煤自燃影响因素
内在因素：
煤的变质程度 煤的水分 煤岩成分 煤的含硫量 煤的粒度、孔隙度
煤自燃影响因素
煤炭自燃倾向的基本条件。然而在生产中，一个煤层或矿井 的自然发火危险程度并不完全取决于煤的自燃倾向性，还 受外界条件的影响。
外在因素：
煤层地质赋存条件 采掘技术因素 通风管理因素
其扩大并最大限度地减小火灾中的人员伤亡和经济损失。 三个问题：
一、自燃是如何发生的？其内容主要是研究自燃的产 生原因、条件以及发生过程和特点，这是防灭火的理论基础；
二、如何防止自燃发生？主要为包括预测预报技术和防 火技术；
三、自燃发生后如何进行及时而有效的控制和处理。
主要内容
➢煤炭自燃产生的条件、过程及其影响因素 ➢煤低温氧化特性及标志性气体 ➢煤炭自燃倾向性的测试方法与分类标准 ➢易自燃地点及采空区自燃危险区域的划分 ➢煤炭自燃防治技术
煤炭自燃
➢ 煤炭自燃火灾是矿井火灾的主要形式，其发生起数约占矿井火灾总数的 90%；
➢ 大中型煤矿中，自然发火危险程度严重或较严重的煤矿占72.9%；国有重 点煤矿中，具有自然发火危险的矿井占47.3%；小煤矿中，具有自然发火 危险的矿井占85.3% ；
➢ 近年我国国有重点煤矿每年因火灾而封闭的工作面超过100个，封闭工作 面常使数千万元的综采、综放装备被封闭在火区中。
中国煤田火区与主要矿井火分布图
随着煤炭资源整合重组，小窑自燃灾害日益凸显。
山西某露天矿进入原小窑采空区时出现煤体自然发火。
随着煤炭资源整合重组，小窑自燃灾害日益凸显。
神东榆家梁煤矿小窑发火影响到铁路运输
我国煤层自燃的防治理论与技术围绕一个目标 和三个问题开展。
一个目标： 防止矿井自燃灾害的灾发生，对于已发生的火灾要防止
煤自燃自热期
• 经过准备期之后，煤的氧化速度增加，不稳定的氧 化物分解成水（H2O）、二氧化碳（CO2）、一氧化 碳（CO）。氧化产生的热量使煤温继续升高，超过 煤自热的临界温度（一般为60～80℃），煤温急剧 加速上升，氧化进程加快，开始出现煤的干馏，产 生芳香族的碳氢化合物（CxHy）、氢（H2）、更多 的一氧化碳（CO）等可燃气体，这个阶段为自热期。