浅析煤炭自燃中水分的影响因素.doc

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1、摘要：水分对煤的低温氧化的作用是双重的，即水分对煤的低温氧化或是促进作用或是抑制作用。通过查阅文献，对水分两种作用的原因进行解释；水分对煤的低温氧化究竟是哪种作用収决于煤中的水分含量，并存在一个最佳的水分含量使得煤的低温氧化过程最容易进行；不同煤种这个最佳水分含量是不同的，褐煤大约为25%〜30%,无烟煤大约为25%,烟煤则根据其具体煤种分类的不同，最佳水分含量也不相同。中国论文网关键词：水分含量煤氧化促进作用抑制作用0引言煤炭自燃是煤在开采、运输和储存过程中的重耍危险。众所周知煤的自然发火的过程是极其复杂的，是经过"煤吸附氧一氧化自热一热量积聚自燃”这样一

2、•个过程而产生的灾害。煤的物理化学结构的纽成是极其复杂的不均匀体，而煤炭的自然发火恰恰是宙于这一特性，大多数开始于多孔介质松散煤岩体的吸氧聚热。但是煤的自燃绝大部分原因还是始于煤的化学方面的原因的。而其中水分含量又是影响煤炭化学性质的一种重要因素。煤体中总是会存有一定量的水分，这些水分可以分为两类：外在水分与内在水分，其区分指标是水分附着地和颗粒直径，附着（或是凝聚）在孔隙内部II直径小于十万分之一的是内在水分，附着在颗粒表而且直径大于十万分之一的称为外在水分。按水与煤的结合方式，乂可分为游离水和结晶水。游离水以机械方式和物理方式与煤结合；结晶水以化学方式与

3、煤结合。事物皆有两面性，过多的水分会抑制煤的自燃，相反如果水分适宜的话则对煤的自燃会起到推波助澜的作用。1水分対煤的白燃的促进作用曾有科研人员通过大最的实验和调杳发现：煤炭自热危害最为严重的情形是将干燥的煤炭暴露在高湿度条件下；俄罗斯学者也发现相似的现彖：当空气湿度在较大范圉与突然波动都会在一定程度上伴随煤炭自燃现象的发生，尤其明显的是在露天堆积的情况下（此种情况卞各方面条件有利于聚热自燃的发生）；如神木府谷的煤层自燃等级为容易自燃煤层（【级）且矿井积水多，止常开采的情况下未有发火现象产生，但在夏天雨后堆积3m的煤堆极易发生自燃，山此可见水分有一定的催化作用

4、。经过大量的研究发现，水分对煤炭自燃起催化作用的原因如下：①当煤炭被水分润湿时，山于煤分子与水分子之间的作用力大约水分子之间的作用力，煤分子与水分子作用并放出一定的热量称为润湿热，从而促进煤自燃初期的氧化。有研究表明，当煤完全润湿时，放出的润湿热可使煤体升温几度到几十度o②潮湿的空气经过干燥的煤炭时,水蒸气在热量•聚集区域会产生凝结的现象，凝结是一个放热的过程,这将有助于煤体的聚热，増加煤体的温度，进而推进煤的自燃。③据实验可知，湿润的煤体与之前未湿润相比较，其表而积有了明显的增大，这就增大了反应而积有助于煤体的自燃n④水分能够使得煤分子衣面的一些基团发生水

5、解，形成自山基；对过氧化络合物的形成起着重耍的催化作用。有些学者则认为水分在过氧化络合物的形成中起着本质的作用，他们其至将此种络合物命名为碳一一氧——水络合物；同时研究人员还发现，水分还能促进过氧化络合物的分解。白山基的形成、过氧化络合物的形成及分解均是放热反应，这就能够促进煤早期的氧化。⑤随着煤氧化反应的进一•步加深，煤体温度不断升高，煤中的水分也不断蒸发。虽然水分的蒸发会带走一定的热最，使煤体在一定的时间内处于吸热状态，但水分的蒸发会使得煤体产生更多的孔隙和通道，使煤与氧气的接触面积增大，当水分蒸发完成后，煤氧化放热的增长幅度将会很大。⑥当媒体中含有黄铁

6、矿时，其对煤体的自燃将会起到很大的推进作用，其过程可见下：2FeS2+2H2O+7O2-*2FeS04+2H2S04+Q1山于其不稳定行可进一步发生氧化反应，BP：2FeS04+6H20+3Q2->4Fe2（SO4）3+4Fe（OH）3+Q2作为一种氧化剂进一步促进黄恢矿的氧化：Fe2（S04）3+FeS2+2H20+3Q2-FeS04+2H2S04+Q3这是一个在低温下就可以进行的过穆，其总的释放热量（Q1+Q2+Q3）相较于煤炭自燃的释放热量要高出两倍之多。2水分対煤的自燃的抑制作用在实际生产中，当煤层白燃发火产生吋，现场常会用水进行灭火。有些学者也研究

7、了用水预防煤炭自燃的机理及其可行性并在某些矿得到了应用，取得了良好的效果。这说明水分对煤炭白然发火有一定的抑制作用。研究人员发现，水对煤炭具有白燃抑制作用的原因如下：①煤中在物理作用下吸附的水分的蒸汽压力在相对湿度为60%时是空气干燥过水分的16〜20多倍，如果保持煤中有足够高的水分含量，那么充满在煤中的水分曲于具有极高的蒸汽压力，将阻止空气中的氧到达煤的衣而，这样也就阻止了自燃氧化。②科研人员经过试验衣明，当煤的湿度增加到某一程度，煤的表面将形成含水液膜，可以起到阻化煤、氧接触，即起到隔氧阻化的作用。这种作用跟使用阻化剂进行防火所起的作用柑似。③煤低温氧化

8、所释放的热量绝大部分都难以聚集，其基本被水分的蒸发所