煤的自燃原因及预防方法

煤是工程燃烧中使用的最主要的燃料之一，是一种复杂的固体碳氢化合物，是由植物在适宜的地质环境中经过漫长的地质年代的天然煤化作用逐渐转变而成的天然燃料。煤在化学和物理上是非均相的矿物和岩石。

根据煤化程度不同，煤一般分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤4种。除了无烟煤以外，其他煤均有自燃能力。煤的自燃能力大小，取决于煤中挥发物、不饱和化合物和硫化物的含量多少。一般含有-0%以上的H、CO、CH₄等挥发物质以及含有一些易氧化的不饱和化合物和硫化物的煤，自燃的危险性比较大。

（一）煤自燃的原因

概略地说，煤发生自燃主要有以下几个方面的原因：

（1）吸附空气中的氧气，在煤表面缓慢氧化，生成的氧化物不稳定，氧化物又不断分解，在氧化和分解过程中放出热量。

（2）煤中含有黄铁矿时，黄铁矿会与空气、水发生氧化反应，放出热量，即

FeS₂+O₂=FeS+SO₂+222.3kJ

2FeS₂+7O₂+2H₂O=2FeSO₄+2H₂SO₄+2528.9kJ

后一个反应由于生成了体积膨胀的FeSO₄（即绿矾），会使煤块破碎，加速煤的氧化。

（3）泥煤中含有大量的微生物及有机质，微生物的繁殖会产生热量。

（4）如果煤堆积过高过大，通风不好，放出的热量散发不出去，煤堆就会产生热量积累，使煤堆温度升高，直至发生自燃。

（二）影响煤自燃能力的主要因素

1.挥发分

挥发分是指煤在一定条件下干馏时，分解逸出的可燃成分（如H₂、CO、CH₄等），用质量分数表示。煤中挥发分含量越高，自燃能力越强。当挥发分含量低到一定程度时，煤就失去自燃能力。无烟煤之所以没有自燃能力，就是因为它的碳化程度高而挥发分含量太少的缘故。各种煤挥发分含量与自燃点和温度见表5-27。

表5-27 各种煤的挥发分含量与自燃点和自燃危险温度

2.颗粒度(www.xing528.com)

煤越是细碎，其表面积就越大，吸附和氧化的过程就进行得越快，析出的热量就越多，自燃能力也就越强。曾经发生过这样的事例：在堆垛中储存了一年多的烟煤，没有发生自燃，但是在粉碎成粉末后经过若干小时就发生了自燃。

3.煤中含有铁的硫化物

硫化铁不仅本身能在低温下被氧化，而且在水分的作用下能加速氧化。氧化后的产物比硫化铁本身的体积要大，结果使煤块裂碎，表面积增大；同时硫化铁氧化时还析出一定的热量，从而促进了煤的自燃过程。因此，在雨水多的季节里，煤堆就容易发生自燃。

4.湿度

湿度大的煤自燃能力强。一方面煤内部的水分多（这些水被煤吸附不易蒸发），煤容易风化（即氧化），同时水分填塞了煤的空隙，易于积聚热量；另一方面，当表面水分达到一定含量时，也有助于煤的自燃。

5.散热条件

煤在单位体积中散热量越小，发生自燃的过程就越快。散热能力主要取决于煤堆垛的大小及堆积密度。如果堆垛很高大，内部密度又小，空隙率较大，含有充足的空气，能发生吸附和氧化过程，而热又不易导出，结果使煤堆升温，促使氧化加快，直至发生自燃。

（三）预防煤自燃的基本措施

1.正确选用煤场

煤场一般宜设在地势较高且平坦、干燥的露天地面，最好采用水泥地面，并有排水设施。堆煤场的地下禁止敷设电缆、热力管道和易燃液体及气体管道。

2.科学堆放

按煤的品种分类、分区存放。堆垛宜成梯形，南北长、东西宽以减少日晒面积；要将煤堆层层压实，标明堆放时间，增加通风面积。

3.限制煤堆的存放时间和高度

煤堆积时间过长，堆码过高，也容易发生自燃。因此，应严格控制煤堆垛的高度，限制堆垛大小，并采取先进先出的原则，减少堆放时间。

4.严格控制煤堆的温度

应有专人检测煤场煤堆的温度，检测时要从煤堆上、中、下及不同方位测定，温度计在堆内至少停留-0min，若发现煤堆内温度超过60℃时，应迅速采取降温措施，并进行倒堆。比如，用钢钎打眼，开沟散热；挖出热煤，用新煤填平，挖出的热煤可先期用掉或进行冷却。如果有部分煤着火，不要立即用水扑救，应把着火的煤挖出，撒开后再用水冷却；若着火的面积不大，可用大量水浇灭。