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影响煤炭自燃的因素有哪些(影响煤炭自燃的因素有哪些原因)

导语:影响煤炭自燃的因素有哪些?

煤及其采矿废弃物煤矸石被氧化会产生大量热量,一旦热量聚集使温度升高到煤的燃烧点时,便引起煤的自燃。煤炭自燃作为一个复杂的物理、化学作用过程,受内在因素和外界环境的综合影响,但主要是由煤中活性基团被空气氧化,热量缓慢聚集,聚集的热量无法向四周扩散而引起的。其影响因素主要有以下几点:

煤层赋存情况及地质因素

1)煤层埋藏越深、厚度越大、倾角越大,自燃危险性越大、越容易自燃。

2)围岩性质。顶板岩石坚硬且裂隙发育,冒落后块度大,采空区漏风大,供氧条件好;或底板坚硬,护巷煤柱受压大,易破碎则有利于自燃。如果顶板松软,易垮落,垮落后能充满采空区并很快被压实,则采空区漏风小,供氧条件差,自燃危险性降低。

3)地质构造。煤层中地质构造比较发育的地方,自燃比较频繁。

4)煤层中瓦斯含量。煤层中的瓦斯能降低煤的吸氧量,但瓦斯逸出后,煤的孔隙增加,使煤的自燃倾向性增加。

开拓、开采条件

选择合理的开拓系统和开采方法,能减少煤层的切割量和遗煤量,从而降低自燃危险性。合理的开拓系统应保证煤层切割少、煤柱少,能及时隔离采空区;合理的采煤方法是巷道布置简单、煤炭回收率高、采空区漏风少。

通风条件

没有空气的供给,煤的氧化就不能发展。但是漏风大时,氧化生成的热量被风流带走,也不能发展成自燃火灾。只有在既有风流通过,而且风速不大也不小的情况下,煤才能自然发火。

采空区的管理

采用全部垮落法管理顶板的采空区,按煤的自燃情况划分为三个带:

1)不自燃带。位于工作面后方约1~5m处。在这个区域内,顶板冒落岩石处于松散堆积状态,空隙多且大,漏风强度大,无聚热条件,浮煤与空气接触时间短,所以一般不会发生自燃。

2)自燃带。由不自燃带向采空区内部延伸约25~60m的空间。因为冒落岩块逐渐压实,风阻增大,风流呈层流流动,氧化生热积聚,温度上升,有可能导致自燃。自燃带内最明显的变化是,一氧化碳的浓度逐渐增大而氧气浓度逐渐降低。

3)惰化带。在此区域内,冒落岩块逐渐压实,漏风基本消失。一般划分标准是氧气的浓度(体积分数)不大于10%。如果在自燃带内已经发生的自燃,在此带内也会因缺氧而窒息。

为预防煤炭自燃,可以向有自燃倾向的煤层中注入徐州吉安研发的普瑞特防灭火材料。普瑞特防灭火材料集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体,特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。一方面,水浆生成泡沫之后,缓慢形成凝胶,能把大量的水固结在凝胶体内,避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点,大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率;另一方面,形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖,且能固结90%以上水分并形成凝胶层,防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气,灭火时能长久地吸热降温,防止火区复燃。

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