關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會煤礦智能化委員會年會暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會的通知

一、露天礦自然發(fā)火的條件

1.煤炭自燃發(fā)火必須具備以下條件

（1）具備低溫易氧化的特性。煤體以破碎或破裂狀態(tài)存在，完整的煤體很難發(fā)生自然發(fā)火。

（2）具備連續(xù)供氧的條件。只有連續(xù)供氧，煤體的氧化才能不斷地進行，連續(xù)地產(chǎn)生熱量。

（3）煤體氧化生成的熱量易聚難散。煤體的發(fā)熱速度大于散熱速度，直到升高到煤體燃點。

二、露天礦自然發(fā)火的特點

1.季節(jié)性較強。大多數(shù)發(fā)生在春秋兩季，受外界環(huán)境氣候影響大。

2.火區(qū)深度不深，燃燒方向由外向內(nèi)?；饏^(qū)一般在距暴露面0. 5～3m的破碎煤體中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)煤體暴露面處的溫度異常時內(nèi)部火勢已形成。

3.火區(qū)易復(fù)燃，較低的氧濃度就可維持高溫煤體溫度不下降。除與煤的化學(xué)、物理性質(zhì)相關(guān)外，還與露天礦開采方法、煤體風(fēng)化破碎、采場風(fēng)流氣壓等條件相關(guān)聯(lián)。

三、露天礦自然發(fā)火的規(guī)律

露天煤層的自然發(fā)火受其產(chǎn)生的氧化熱與熱傳導(dǎo)和對流形成的熱擴散之間平衡狀況的制約，粒度、供氧條件以及周圍環(huán)境條件等都對自然發(fā)火有影響，過程很復(fù)雜的。根據(jù)對伊敏露天礦、霍林河南露天礦、云南小龍?zhí)堵短斓V等煤層自然發(fā)火有關(guān)系的要素、自然發(fā)火過程的變化規(guī)律進行的檢測研究結(jié)果表明:

1.露天煤炭自然發(fā)火發(fā)展進程與煤炭內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜性及露天礦地質(zhì)、開采和環(huán)境條件密切相關(guān)，煤炭固有水分，粒度和供氧濃度對氧化自燃速度影響很大，煤的粉化性越強，供氧條件越充分氧化自燃速度越快。

2.露天礦煤炭自然發(fā)火是碎煤表面吸附氧發(fā)生緩慢氧化蓄熱產(chǎn)生的，從常溫到60℃左右，煤的氧化以低而緩慢的速度進行，60℃～110℃時氧化速度加快，110℃以上氧化反應(yīng)活潑化，進入激烈氧化階段，隨著激烈氧化的發(fā)展，爆發(fā)明火。

通過大量室內(nèi)和現(xiàn)場自燃發(fā)火周期試驗，煤體的自然發(fā)火溫度變化可劃分為以下階段：

第一階段：低溫氧化階段（氧化自熱孕育期），煤體內(nèi)部溫度為常溫～30℃左右，升溫率0.5℃/d，煤體有自燃的可能。

第二階段：氧化升溫階段（氧化自熱發(fā)展期），煤體內(nèi)部溫度為30～60℃左右，升溫率1℃/d，煤體已發(fā)生氧化反應(yīng)，煤體溫度逐漸升高。

第三階段：氧化升溫加速階段（氧化自熱加速期），煤體內(nèi)部溫度為60～110℃左右，升溫率10℃/d，煤體氧化反應(yīng)加速，煤體臨近自燃溫度。

第四階段：激烈氧化階段（氧化自燃發(fā)火期），煤體內(nèi)部溫度為110℃至燃點，隨著激烈氧化的發(fā)展，爆發(fā)明火。

從煤體的自然發(fā)火溫度變化階段看，由于露天開采是從敞露地表的采場采出煤炭，CO等標(biāo)志氣體測量難度、差異大，作為劃分煤體自然發(fā)火階段偏差難控制，而煤體溫度變化既能表示氧化現(xiàn)象，又能表示氧化程度，是一個即可定性，又可定量的綜合指標(biāo)。

露天煤礦只要系統(tǒng)地測定煤體溫度的變化，便可作為判定煤體自然發(fā)火階段（期）的依據(jù)，在煤體的溫度達到60～70℃之前進行及時治理，如：灑水降溫、噴灑阻化劑、封閉隔氧等，有效防止煤體自然發(fā)火的發(fā)生。

四、露天礦自然發(fā)火防治技術(shù)要求

煤自燃是一個極為復(fù)雜的、動態(tài)變化的、自動加速的物理化學(xué)過程，其實質(zhì)是一個緩慢地自動放熱、聚熱、升溫，最終引起燃燒的過程，形成的關(guān)鍵是熱量的自發(fā)產(chǎn)生和熱量的逐漸積聚。煤的表面活性結(jié)構(gòu)濃度、氧濃度和溫度是影響煤自燃的主要因素，露天礦防滅火主要從三個方面著手：一是隔離煤氧接觸；二是降低煤溫使煤氧化放熱強度降低；三是惰化煤體表面活性結(jié)構(gòu)降低煤氧復(fù)合速度。

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