第二章 煤的自燃

《第二章 煤的自燃》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二章煤的自燃1煤的自燃学说煤自燃是煤自身氧化升温引起的燃烧现象。1.1自燃的含义可燃物质受热升温而不需明火作用就能自行燃烧的现象。这里指的是广义的自燃，包括本身自燃和受热自燃(加热自燃）。2021/8/13第二章煤的自燃1煤的自燃学说主要的有黄铁矿作用学说、细菌作用学说、酚基作用学说以及煤氧化复合作用学说等1.2煤自燃的学说种类2021/8/131.2.1黄铁矿作用学说波兰学者奥尔萍斯基(Olpinsi.W)对波兰烟煤的考查表明，只有当煤中硫铁矿含量较高时（大于1.5％），才具有自燃倾向性。但是他认为这类煤的自燃倾向性增高的原因是由于煤化程

2、度较低而引起的。因为在波兰自然发火较多的煤均是煤化程度较低而硫化铁含量较高的煤。第二章煤的自燃英国学者温米尔(Winmill.T.F)通过实验证实，在不自燃的煤中加入30％的黄铁矿即可变为具有自燃倾向性的煤。2021/8/131.2.1黄铁矿作用学说黄铁矿作用学说认为煤的自燃是由煤层中的黄铁矿（FeS2）与空气中的水份和氧相互作用、发生热反应而引起的。2FeS2+2H2O+7O2—2FeSO4+2H2SO4+Q112FeSO4+6H2O+3O2—4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3+Q2FeS2+Fe2(SO4)2+3O2+2H2O—3Fe

3、SO4+2H2SO4+Q3第二章煤的自燃2021/8/13以上的化学反应都是放热反应(Q1、Q2、Q3代表一定的热量)，而且，黄铁矿在井下潮湿的环境里被氧化产生SO2、CO2、CO、H2S等气体，也都是放热反应。1.2.1黄铁矿作用学说黄铁矿的另一个作用：促使煤体氧化的物理作用，即黄铁矿氧化时体积增大，对煤体具有胀裂作用，能够使煤体裂隙扩大和增多，与空气的接触面积增加，因而导致氧气渗入，促使煤的氧化。第二章煤的自燃2021/8/13英国学者帕特尔(Potter.M.C)认为在细菌的作用下，煤在发酵过程中放出一定热量对煤的自燃起了决定性的作用。

4、1.2.1细菌作用学说第二章煤的自燃波兰学者杜博依斯(Dubois．R)等人在考查泥煤的自热与自燃时指出：当微生物极度增长时，一般都伴有一个生化的放热过程。在30℃以下是亲氧的真菌和放线菌起主导作用。使泥煤的自热提高到60~70℃是由于放线菌作用的结果。在60~65℃时，亲氧真菌死亡，嗜热细菌开始发展，在72~75℃时所有的生化过程均将消亡。2021/8/131940年苏联学者特龙诺夫(E．B．TponoB)提出：煤的自热是由于煤体内不饱和的酚基化合物强烈地吸附空气中的氧，同时放出一定量的热量造成的。这个学者提出的基点是建立在对各种煤体中的有

5、机化合物进行实验后，发现酚基类是最易氧化的。不仅在纯氧中可以氧化，而且与其它氧化剂接触时也可以发生作用。所以他认为正是空气中的氧与煤体内的酚基类化合物作用而导致自燃。1.2.3酚基作用学说第二章煤的自燃2021/8/131870年瑞克特(Rachtan．H)经过实验得出；一昼夜里每1g煤的吸氧量为0.1~0.5ml，而褐煤为0.12ml。1945年姜内斯(JonesE．R)提出：在空气中，在常温下烟煤的吸氧量可达0.4ml／g。六十年代抚顺煤研所曾以煤的吸氧量作为区别煤的自燃倾向性大小的指标。通过大量煤样分析，确定了100g煤样在30℃的条件

6、下经96h吸氧量小于200m1时属于不自燃的，超过300m1时属于易自燃的煤。这也说明，在低温时，煤的吸氧量愈大，愈易自燃。1.2.4煤氧复合作用学说第二章煤的自燃2021/8/132煤的自燃发展过程第二章煤的自燃2.1煤炭自燃条件煤炭自燃的必要充分条件是：(1)有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态，堆积厚度一般要大于0.4m。(2)有较好的蓄热条件。2021/8/132煤的自燃发展过程第二章煤的自燃2.1煤炭自燃条件(3)有适量的通风供氧。通风是维持较高氧浓度的必要条件，是保证氧化反应自动加速的前提。实验表明:氧浓度＞15％时，煤炭氧化方可较

7、快进行。(4)上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。上述四个条件缺一不可，前三个条件是煤炭自燃的必要条件，最后一个条件是充分条件。2021/8/132.2煤的自燃发展过程第二章煤的自燃１）潜伏（自燃准备）期：自煤层被开采、接触空气起至煤温开始升高的时间区间称之为潜伏期。在潜伏期，煤与氧的作用是以物理吸附为主，放热很小，无宏观效应；经过潜伏期后煤的燃点降低，表面的颜色变暗。煤自燃发展过程2021/8/132.2煤的自燃发展过程第二章煤的自燃２）自热阶段：温度开始升高起至其温度达到燃点的过程叫自热阶段。自热过程是煤氧化反应自动加速、氧化生成热

8、量逐渐积累、温度自动升高的过程。其特点是：①氧化放热较大，煤温及其环境(风、水、煤壁)温度升高；②产生CO、CO2和碳氢(CmHn)类气体产物，并散发出煤油味和其他