自燃時(shí)期

煤的自燃經(jīng)過(guò)的三個(gè)時(shí)期煤的自燃發(fā)展，一般要經(jīng)過(guò)三個(gè)時(shí)期，即準(zhǔn)備時(shí)期，又稱(chēng)潛伏期；自熱期；最后進(jìn)入燃燒期。

潛伏時(shí)期。煤自燃的潛伏時(shí)期即煤的低溫氧化過(guò)程，潛伏時(shí)期即準(zhǔn)備階段的長(zhǎng)短取決于煤的變質(zhì)程度和外部條件，如褐煤幾乎沒(méi)有準(zhǔn)備時(shí)期，而煙煤則需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)期。

自熱期。經(jīng)過(guò)潛伏期，煤的氧化速度增加，不穩(wěn)定的氧化物先后分解成水、二氧化碳和一氧化碳。氧化產(chǎn)生的熱量使煤的溫度上升，當(dāng)溫度超過(guò)臨界溫度T=60～80℃時(shí)，煤的溫度急劇增加，氧化加劇，煤開(kāi)始出現(xiàn)矸餾，生成碳?xì)浠衔铩錃狻⒁谎趸肌⒍趸嫉然馂?zāi)氣體，煤呈赤熱狀態(tài)，當(dāng)?shù)竭_(dá)著火溫度以上時(shí)便燃著。這一階段就是煤的自熱階段，又稱(chēng)煤的自熱期。

燃燒期。這一時(shí)期是煤從低溫氧化發(fā)展成自燃的最后的一個(gè)階段。主要特征是：空氣中氧含量顯著減少，二氧化碳的數(shù)量倍增，同時(shí)由于燃燒不完全和二氧化碳的分解，而產(chǎn)生較多的一氧化碳，巷道中出現(xiàn)濃烈的火災(zāi)氣味和煙霧，有時(shí)還出現(xiàn)明火，火源溫度達(dá)到1000℃左右。

自燃期確定方法

1.巷道中煤層自燃發(fā)火期以自燃發(fā)火地點(diǎn)從暴露煤之日起至發(fā)生自燃發(fā)火時(shí)為止的時(shí)間計(jì)算，一般以月為單位。

2.回采工作面中煤層自燃發(fā)火期，應(yīng)以工作面開(kāi)切眼之日起發(fā)生自燃發(fā)火時(shí)為止的時(shí)間計(jì)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(yīng)進(jìn)行自燃發(fā)火期的統(tǒng)計(jì)，確定煤層自燃發(fā)火期。

煤體要發(fā)生自燃必須具備以下四個(gè)條件：

①具有低溫氧化性，即有自燃傾向的煤以破碎狀態(tài)存在；

②有大于12%氧含量的空氣通過(guò)這些碎煤；

③空氣流動(dòng)速度適中，使破裂煤體有積聚氧化熱的環(huán)境；

④在上述3個(gè)條件同時(shí)具備的狀態(tài)下，持續(xù)一定的時(shí)間，使煤體可以達(dá)到著火溫度。

只要同時(shí)具備上述4個(gè)條件，煤炭自燃發(fā)火即可發(fā)生。但實(shí)際中很難找出某兩次煤炭自燃發(fā)火的發(fā)生條件是完全相同的。這樣，對(duì)煤炭自燃發(fā)火的條件就很難作出定量分析。

煤炭自燃經(jīng)常發(fā)生的地點(diǎn)是：

①有大量遺煤而未及時(shí)封閉或封閉不嚴(yán)的采空區(qū)（特別是采空區(qū)內(nèi)的聯(lián)絡(luò)眼附近和停采線處）；

②巷道兩側(cè)和遺留在采空區(qū)內(nèi)受壓的煤柱；

③巷道內(nèi)堆積的浮煤或煤巷的冒頂、垮幫處。

影響煤炭自燃發(fā)火的因素

決定礦井或煤層自燃發(fā)火危險(xiǎn)程度的因素一是煤的自燃發(fā)火傾向性，二是地質(zhì)采礦技術(shù)。

影響煤炭自燃的內(nèi)因

煤的變質(zhì)程度 各種牌號(hào)的煤都有發(fā)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(fā)火次數(shù)要多一點(diǎn)。煙煤礦井以開(kāi)采煤化程度最低的長(zhǎng)焰煤和氣煤的自燃危險(xiǎn)性較大，貧煤則較少。在煤化程度較高的無(wú)煙煤礦井自燃發(fā)火較少見(jiàn)。所以可以認(rèn)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(biāo)志。因?yàn)樯a(chǎn)實(shí)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(jìn)程的重要因素，在煤的自熱階段，由于水分的生成與蒸發(fā)必然要消耗大量的熱。煤體中外在的水分沒(méi)有全部蒸發(fā)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?dú)猓趸迹淄榈葰怏w排除，當(dāng)干燥以后對(duì)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(fā)生自燃，井下灌漿滅火，疏干之后自燃現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

煤巖成分 煤的巖石化學(xué)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(qiáng)；相反，暗煤含量越多，越不易自燃。

煤的含硫量 同牌號(hào)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?yàn)榭紫堵试酱螅鯕庠揭诐B入煤體內(nèi)部。變質(zhì)程度相同的煤，脆性越大，越易自燃。因?yàn)槊旱拇嘈源笮∨c該種煤炭是否易于破碎和形成煤粉有關(guān)。完整的煤體一般不會(huì)發(fā)生自燃，一旦呈破碎狀態(tài)則使煤的吸氧表面積增大，著火點(diǎn)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(tài)和吸附狀態(tài)存在于煤體中，這兩種瓦斯是以壓力狀態(tài)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(chǎn)生解吸現(xiàn)象，吸附瓦斯轉(zhuǎn)變成游離瓦斯，具有流動(dòng)性。因此，處于原始狀態(tài)的瓦斯或以壓力狀態(tài)存在的瓦斯對(duì)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(gè)因素與煤層的埋藏條件和其開(kāi)采方法有著錯(cuò)綜復(fù)雜的聯(lián)系，其中外在因素有：

地質(zhì)因素： ①傾角。煤層傾角越大，自燃危險(xiǎn)性就越大。因?yàn)殚_(kāi)采急傾斜煤層時(shí)，煤炭回收率低、采區(qū)煤柱易被破壞、采空區(qū)不易封鎖。②煤層厚度。煤是不良導(dǎo)體，煤層越厚，越易積聚熱量，所以，厚煤層易發(fā)火。③地質(zhì)構(gòu)造。在有地質(zhì)構(gòu)造的地區(qū)，自燃危險(xiǎn)性加劇。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)，包括斷層，褶皺發(fā)育地帶，巖漿入侵地帶，自燃發(fā)火頻繁。這是由于煤層受張力、擠力、裂隙大量發(fā)生，煤體破碎，吸氧條件好造成的。

開(kāi)采技術(shù)因素: ①開(kāi)拓方式。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，采用石門(mén)，巖巷開(kāi)拓，少切割煤層少留煤柱時(shí)，自燃發(fā)火的危險(xiǎn)性就降低了。厚煤層開(kāi)采巖巷進(jìn)入采區(qū)，便于打鉆注漿，有利于實(shí)現(xiàn)預(yù)防性或滅火灌漿。②采煤方法。采煤方法對(duì)自燃發(fā)火的影響主要表現(xiàn)在煤炭回收率的高低、回采時(shí)間的長(zhǎng)短上。丟煤越多，丟失的浮煤越集中，工作面的推進(jìn)速度愈慢愈益發(fā)現(xiàn)火災(zāi)。③通風(fēng)條件。通風(fēng)因素的影響主要表現(xiàn)在采空區(qū)，煤柱和煤壁裂隙漏風(fēng)。漏風(fēng)就是向這些地點(diǎn)供氧，促進(jìn)煤的氧化自燃。采空區(qū)面積大，漏風(fēng)量相當(dāng)可觀，但風(fēng)速有限，散熱作用低。

2015年4月7日，距離建筑工人楊仕銀第一次發(fā)現(xiàn)山上那個(gè)燃燒的洞口已經(jīng)過(guò)去兩天了，這兩天，時(shí)不時(shí)會(huì)有人向他詢(xún)問(wèn)洞口的位置。洞口位于烏魯木齊西山104團(tuán)S105線西泉街西雅圖小鎮(zhèn)建設(shè)工地后的山上。當(dāng)天，新疆煤田滅火工程局、烏魯木齊市煤炭管理局的相關(guān)工作人員先后到達(dá)事發(fā)地進(jìn)行勘查，并安放了警戒牌 。2100433B

學(xué)科：自然災(zāi)害與防治

詞目：煤層自燃災(zāi)害

英文：disaster of spontaneous combustion of coal

煤層自燃發(fā)火期是指在開(kāi)采過(guò)程中暴露的煤炭，從接觸空氣到發(fā)生自燃的一段時(shí)間。一般以月為單位。它是自燃發(fā)火危險(xiǎn)程度在時(shí)間上的量度，發(fā)火期愈短的煤層自燃發(fā)火危險(xiǎn)程度愈大。

煤層自燃發(fā)火期在1年以?xún)?nèi)的認(rèn)為是自燃發(fā)火嚴(yán)重的危險(xiǎn)煤層，該礦井為自燃發(fā)火嚴(yán)重危險(xiǎn)的礦井。 2100433B

釋文：又稱(chēng)煤自然發(fā)火。煤自燃不但使大量煤炭資源被燒毀或無(wú)法開(kāi)采，而且在礦井中常造成人員傷亡和設(shè)備器材損壞，有時(shí)還引起礦井爆炸事故，以及對(duì)地區(qū)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。煤自燃主要是煤與空氣接觸發(fā)生氧化作用的結(jié)果。煤的化學(xué)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(zhǎng)焰煤和氣煤較易自燃，無(wú)煙煤則很少自燃。碳化程度低、含水分大的煤，水分蒸發(fā)后易自燃。碳化程度高的煤，水分對(duì)自燃的影響不明顯。煤成分中的鏡煤、絲煤吸氧能力強(qiáng)，著火點(diǎn)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(zhì)構(gòu)造、產(chǎn)狀、厚度，開(kāi)采深度以及通風(fēng)情況等，也對(duì)煤自燃具有一定的影響。中國(guó)煤自燃區(qū)域分布廣泛，以西北地區(qū)最嚴(yán)重，其次為華北和東北，再次為華東、華南地區(qū)。煤層自燃深度可達(dá)200米。其分布區(qū)域自西向東，從新疆伊寧到山西大同、河南平頂山、登封礦區(qū)均很?chē)?yán)重。已知中國(guó)的煤層自燃區(qū)，其賦存的煤炭資源量，約占全國(guó)煤炭預(yù)測(cè)儲(chǔ)量的三分之二。僅寧夏賀蘭山石炭井礦務(wù)局大峰山礦，每年有100萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)煤被自燃，造成的經(jīng)濟(jì)損失為5000萬(wàn)～6000萬(wàn)元。新疆有48處煤田火區(qū)，總而積115平方千米，每年大約燒掉1000萬(wàn)噸煤炭。