影響煤炭自燃發火的因素

決定礦井或煤層自燃發火危險程度的因素一是煤的自燃發火傾向性，二是地質采礦技術。

影響煤炭自燃的內因

煤的變質程度 各種牌號的煤都有發生自燃的可能，但在褐煤礦井，煤化程度低的一些煤層自燃發火次數要多一點。煙煤礦井以開采煤化程度最低的長焰煤和氣煤的自燃危險性較大，貧煤則較少。在煤化程度較高的無煙煤礦井自燃發火較少見。所以可以認為，煤化程度較高的煤，自燃傾向性越小。但決不能以煤化程度作為判定自燃傾向性大小的唯一標志。因為生產實踐證明，煤化程度相同的煤有的具有自燃特性，有的卻不自燃。

煤的水分 煤中的水分是影響其氧化進程的重要因素，在煤的自熱階段，由于水分的生成與蒸發必然要消耗大量的熱。煤體中外在的水分沒有全部蒸發之前很難上升到100%，這就是水分大的煤炭難以自燃的原因。但是，煤中的水分又能充填于煤體微小的孔隙中，把氮氣，二氧化碳，甲烷等氣體排除，當干燥以后對煤的吸附起活化作用。水分的催化作用隨煤溫的增高而增大。所以地面煤堆在雨雪之后容易發生自燃，井下灌漿滅火，疏干之后自燃現象更為嚴重。

煤巖成分 煤的巖石化學成分有絲煤、暗煤、亮煤和鏡煤。它們有不同的氧化性，其中絲煤含量越多，自燃傾向性就越強；相反，暗煤含量越多，越不易自燃。

煤的含硫量 同牌號的煤中，含硫礦物越多，越易自燃。

煤的孔隙率和脆性 煤炭孔隙率越大，越易自燃。這是因為孔隙率越大，氧氣越易滲入煤體內部。變質程度相同的煤，脆性越大，越易自燃。因為煤的脆性大小與該種煤炭是否易于破碎和形成煤粉有關。完整的煤體一般不會發生自燃，一旦呈破碎狀態則使煤的吸氧表面積增大，著火點明顯降低，使其自燃性顯著提高。

煤層瓦斯含量 瓦斯通常是以游離狀態和吸附狀態存在于煤體中，這兩種瓦斯是以壓力狀態存在的，吸附瓦斯在煤體卸壓、溫度上升等客觀條件影響下，可以產生解吸現象，吸附瓦斯轉變成游離瓦斯，具有流動性。因此，處于原始狀態的瓦斯或以壓力狀態存在的瓦斯對侵入煤體中的空氣具有抑制作用，是防止煤自燃的有利因素。

影響煤炭自燃的外因

煤炭自燃的外在條件決定于煤炭接觸到的空氣量和外界的熱交換作用，這兩個因素與煤層的埋藏條件和其開采方法有著錯綜復雜的聯系，其中外在因素有：

地質因素： ①傾角。煤層傾角越大，自燃危險性就越大。因為開采急傾斜煤層時，煤炭回收率低、采區煤柱易被破壞、采空區不易封鎖。②煤層厚度。煤是不良導體，煤層越厚，越易積聚熱量，所以，厚煤層易發火。③地質構造。在有地質構造的地區，自燃危險性加劇。地質構造復雜的地區，包括斷層，褶皺發育地帶，巖漿入侵地帶，自燃發火頻繁。這是由于煤層受張力、擠力、裂隙大量發生，煤體破碎，吸氧條件好造成的。

開采技術因素: ①開拓方式。實踐經驗表明，采用石門，巖巷開拓，少切割煤層少留煤柱時，自燃發火的危險性就降低了。厚煤層開采巖巷進入采區，便于打鉆注漿，有利于實現預防性或滅火灌漿。②采煤方法。采煤方法對自燃發火的影響主要表現在煤炭回收率的高低、回采時間的長短上。丟煤越多，丟失的浮煤越集中，工作面的推進速度愈慢愈益發現火災。③通風條件。通風因素的影響主要表現在采空區，煤柱和煤壁裂隙漏風。漏風就是向這些地點供氧，促進煤的氧化自燃。采空區面積大，漏風量相當可觀，但風速有限，散熱作用低。

煤炭自燃經常發生的地點是：

①有大量遺煤而未及時封閉或封閉不嚴的采空區（特別是采空區內的聯絡眼附近和停采線處）；

②巷道兩側和遺留在采空區內受壓的煤柱；

③巷道內堆積的浮煤或煤巷的冒頂、垮幫處。

自燃時期

煤的自燃經過的三個時期煤的自燃發展，一般要經過三個時期，即準備時期，又稱潛伏期；自熱期；最后進入燃燒期。

潛伏時期。煤自燃的潛伏時期即煤的低溫氧化過程，潛伏時期即準備階段的長短取決于煤的變質程度和外部條件，如褐煤幾乎沒有準備時期，而煙煤則需要一個相當長的準備時期。

自熱期。經過潛伏期，煤的氧化速度增加，不穩定的氧化物先后分解成水、二氧化碳和一氧化碳。氧化產生的熱量使煤的溫度上升，當溫度超過臨界溫度T=60～80℃時，煤的溫度急劇增加，氧化加劇，煤開始出現矸餾，生成碳氫化合物、氫氣、一氧化碳、二氧化碳等火災氣體，煤呈赤熱狀態，當到達著火溫度以上時便燃著。這一階段就是煤的自熱階段，又稱煤的自熱期。

燃燒期。這一時期是煤從低溫氧化發展成自燃的最后的一個階段。主要特征是：空氣中氧含量顯著減少，二氧化碳的數量倍增，同時由于燃燒不完全和二氧化碳的分解，而產生較多的一氧化碳，巷道中出現濃烈的火災氣味和煙霧，有時還出現明火，火源溫度達到1000℃左右。

自燃期確定方法

1.巷道中煤層自燃發火期以自燃發火地點從暴露煤之日起至發生自燃發火時為止的時間計算，一般以月為單位。

2.回采工作面中煤層自燃發火期，應以工作面開切眼之日起發生自燃發火時為止的時間計算，一般以月為單位。

3.每一煤層的所有回采工作面和巷道，都應進行自燃發火期的統計，確定煤層自燃發火期。

煤體要發生自燃必須具備以下四個條件：

①具有低溫氧化性，即有自燃傾向的煤以破碎狀態存在；

②有大于12%氧含量的空氣通過這些碎煤；

③空氣流動速度適中，使破裂煤體有積聚氧化熱的環境；

④在上述3個條件同時具備的狀態下，持續一定的時間，使煤體可以達到著火溫度。

只要同時具備上述4個條件，煤炭自燃發火即可發生。但實際中很難找出某兩次煤炭自燃發火的發生條件是完全相同的。這樣，對煤炭自燃發火的條件就很難作出定量分析。

2015年4月7日，距離建筑工人楊仕銀第一次發現山上那個燃燒的洞口已經過去兩天了，這兩天，時不時會有人向他詢問洞口的位置。洞口位于烏魯木齊西山104團S105線西泉街西雅圖小鎮建設工地后的山上。當天，新疆煤田滅火工程局、烏魯木齊市煤炭管理局的相關工作人員先后到達事發地進行勘查，并安放了警戒牌 。2100433B

學科：自然災害與防治

詞目：煤層自燃災害

英文：disaster of spontaneous combustion of coal

煤層自燃發火期是指在開采過程中暴露的煤炭，從接觸空氣到發生自燃的一段時間。一般以月為單位。它是自燃發火危險程度在時間上的量度，發火期愈短的煤層自燃發火危險程度愈大。

煤層自燃發火期在1年以內的認為是自燃發火嚴重的危險煤層，該礦井為自燃發火嚴重危險的礦井。 2100433B

釋文：又稱煤自然發火。煤自燃不但使大量煤炭資源被燒毀或無法開采，而且在礦井中常造成人員傷亡和設備器材損壞，有時還引起礦井爆炸事故，以及對地區環境造成嚴重危害。煤自燃主要是煤與空氣接觸發生氧化作用的結果。煤的化學成分和碳化程度是影響煤自燃的重要因素。其次是煤層的深淺，越淺越易自燃。褐煤最易自燃，煙煤、中長焰煤和氣煤較易自燃，無煙煤則很少自燃。碳化程度低、含水分大的煤，水分蒸發后易自燃。碳化程度高的煤，水分對自燃的影響不明顯。煤成分中的鏡煤、絲煤吸氧能力強，著火點低，它們的含量越多越易自燃。此外，空氣的干濕程度，煤層的地質構造、產狀、厚度，開采深度以及通風情況等，也對煤自燃具有一定的影響。中國煤自燃區域分布廣泛，以西北地區最嚴重，其次為華北和東北，再次為華東、華南地區。煤層自燃深度可達200米。其分布區域自西向東，從新疆伊寧到山西大同、河南平頂山、登封礦區均很嚴重。已知中國的煤層自燃區，其賦存的煤炭資源量，約占全國煤炭預測儲量的三分之二。僅寧夏賀蘭山石炭井礦務局大峰山礦，每年有100萬噸優質煤被自燃，造成的經濟損失為5000萬～6000萬元。新疆有48處煤田火區，總而積115平方千米，每年大約燒掉1000萬噸煤炭。