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煤炭自燃的早期征兆 煤炭自燃有哪些预兆?

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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。 {TodayHot}
(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,煤重随之在幅度下降,甚至比原始煤重还要轻。煤中水汾的蒸发可带走一些热量,该过程产热量晨16.8~75.6J/g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。
(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。
(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。
(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。 {HotTag}
2 煤的自热影响因素
2.1 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。但含有大最水分的褐煤较纯褐煤不易自燃。
(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。低口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。
(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。
2.2 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:使生产成的热量扩散。可分为:
(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中了煤的自燃危险性。
(2)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,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。
(3)贮运因素。在贮存和运输过程中,影响煤自燃的因素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。
3 煤炭自燃的综合防治措施
3.1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。
(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。
(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。
3.2 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,具体实施中的形成的工作面均压逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均压。
(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浅密集钻孔注浆,是防止自然发火的2个有效措施。
(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。

温度升高,气味变异,煤炭变色。

关键是温度升高,有挥发物质产生(烟或水蒸气),有硫磺味道

煤炭自燃有哪些预兆?~

  (一)、煤炭自燃的预兆:
  1、视觉。人用肉眼可见水蒸气凝聚在支架或巷道表面上,形成水珠,俗曰“煤壁出汗”,这是火灾外部征兆。
  2、味觉。人们能嗅到煤油味、汽油味、松节油味或焦油味。经验证明,当人们嗅到焦油味时,煤炭自燃已发展到相当严重的地步。
  3、温度感觉。煤炭在自燃过程中要放出热量,因此,从该处流出的水和空气的温度较正常时高。
  4、疲劳感觉。煤在自燃过程中,产生一氧化碳、二氧化碳,使人体有病态反应,如头痛、精神不振、不舒服、有疲劳感。
  (二)、煤炭自然发火常见地点
  断层附近、采煤工作面进风巷、回风巷和停采线附近、遗留的煤柱、破裂的煤壁、巷道的高冒处、密闭内、溜煤(矸)眼、煤仓、联络巷及浮煤堆积的地方是自燃发火高发地区。

煤炭自燃过程大体分为3个阶段:①潜伏期;②自热期;②燃烧期
  自燃潜伏期煤体温度的变化不明显,煤的氧化进程十分平稳缓慢,然而它确实在发生变化,不仅煤的重量略有增加,着火点温度降低,而且氧化性被活化。它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部条件。
  经过这个潜伏期之后,煤的氧化速度增加,不稳定的氧化物分解成水(H20)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)。氧化产生的热量使煤温继续升高,超过自热的临界温度(60~80℃),煤温上升急剧加速,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。
  临界温度也称自热温度,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,即进入燃烧阶段。

相关要点总结:

15198889299:煤炭自燃的早期征兆
那受答:(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...

15198889299:煤层自燃的自燃条件
那受答: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,...

15198889299:为什么煤在自燃阶段会出现干馏或阴燃现象?
那受答:所以,当人们接近火源时,会有头痛、闷热、精神疲乏等不适之感。因此,可利用感、触觉预报自然发火。答:一旦发生煤炭自热或可燃物燃烧,指标气体浓度就会发生较明显的变化。同时,生成量或变化趋势与自热温度之间呈现一定的规律和对应关系。所以,指标气体可作为火灾早期预报手段。答:自燃火源主要分布在有...

15198889299:影响煤炭自燃因素有哪些?
那受答:结构松散,更易氧化和自燃。煤炭自燃前的征兆包括:1. 煤堆表面出现蒸汽和“出汗”现象,尤其在早晨更为明显。2. 能闻到煤油、汽油、松节油或恶臭气味,人员可能出现头痛等轻度中毒症状。3. 煤堆附近感觉热气逼人,这可能意味着煤炭内部已经开始自燃。为了预防煤堆自燃,可以采取以下措施:- 加强通风。

15198889299:煤层自燃发火标志性气体有什么?
那受答:2)各煤种从缓慢氧化阶段的气体产物优选为灵敏指标的为:褐煤、长焰煤、气煤、肥煤以烯烃或烷比为首选,以CO及其派生的指标为辅,而焦煤、贫煤和瘦煤则以CO及其派生的指标为首选,C2H4或烯烷比为辅;无烟煤和高硫煤唯一依据是CO及其派生指标。3)C2H4可用于气体分析法中表征低变质程度煤着火征兆的灵敏...

15198889299:煤炭自燃的危害?
那受答:(4)火区流出的空气和水温升高。通过上述煤炭自燃的外部特征,可以判断该地区煤炭是否开始自燃。然而,这些征兆对不同的人感知可能有所差异。在没有现场检测仪器的情况下,学会识别自燃发火的外部征兆对于及时发现并采取有效的自救防护措施,确保人身安全至关重要。当然,采用气体分析法来识别初期火灾是目前...

15198889299:煤粉在什么情况下会自燃?煤粉在什么情况下会爆炸?如何预防?煤粉自燃...
那受答:煤粉很细,相对表面积很大,能吸附大量空气,随时都在进行着氧化。氧化放热使煤粉温度升高,氧化加强。如果散热条件不良,煤粉温度升高一定程度后,即可能自燃爆炸。煤粉的爆炸性与许多因素有关,主要的有:(1)挥发分含量挥发分高,产生爆炸的可能性大,而对于Vdar<10%的无烟煤,一般可不考虑其爆炸性...

15198889299:煤自燃预测技术有哪些
那受答:(1)利用人的生理触觉来预测1、嗅觉。煤自燃时,随着温度的升高会产生一系列气体。这些气体一般都有特殊的气味,如煤油味、汽油味、燃烧味等。人们可以用嗅觉闻到这些气味。2、愿景煤自燃时,一般会产生肉眼可见的烟雾和水蒸气,水滴一般会凝结在煤岩表面。3、感觉煤炭自燃过程中,矿井内温度逐渐升高,O2...

15198889299:影响煤炭自然发火的内因及怎样影响
那受答:自燃发火的征兆有: (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...在煤矿领域,一般的叫法是连在一起叫自然...

15198889299:矿井火灾的内因火灾
那受答:实验室鉴定煤的自燃倾向的方法很多,都是模拟煤的氧化过程,以其氧化能力作为判定依据。 基本原则是减少矿体的破坏和碎矿的堆积,以免形成有利于矿石氧化和热量积聚的漏风条件。①选择正确的开拓开采方法。合理布置巷道,减少矿层切割量,少留矿、煤柱或留足够尺寸的矿、煤柱,防止压碎,提高回采率,加快...

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