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煤炭自燃的原因是什么自燃机理是什么(煤炭自燃的成因和条件)

导语:煤炭自燃的原因是什么?自燃机理是什么?

煤炭自燃是指处于特定环境及条件下的煤吸附氧、自热、热量积聚自燃而形成的一种频发性灾害。说到底,煤炭自燃实质上是一种煤氧之间极其复杂的物理化学变化过程。

虽然不同的煤种自燃的状态不尽相同,但所有煤炭自燃的共性是必须同时具备三个条件的,即①易于低温氧化的粉煤或碎煤呈堆积状态存在;②存在适宜的通风供氧条件;③存在蓄热的环境条件并持续一定时间。

对于煤炭自燃的机理,人们提出了一系列的学说,其中主要有细菌作用学说、黄铁矿作用学说、酚基作用学说以及煤氧复合作用学说。

(一)细菌作用学说

煤在细菌作用下的发酵过程中放出一定的热量,对煤在70℃以前的自热起决定性作用。当微生物极度增长时,一般都有生化放热过程,当煤自热温度升到70℃以上时,所有的生化过程都将消亡,同时引发煤炭自燃。

(二)黄铁矿作用学说

煤的自燃过程,是由于煤层中的黄铁矿(FeS2)暴露于空气后与水分和氧相互作用,发生放热反应而引起的。

(三)酚基作用学说

导致煤自燃是因为空气中的氧与煤体中所含有的不饱和酚基化合物作用时,放出热量所致。

(四)煤氧复合作用学说

煤氧复合作用学说认为,煤自燃的根本原因在于煤具有吸附氧的能力和与此相联系的放热作用。该学说指出煤自燃正是氧化过程自身加速的最后阶段。但并非任何一种煤的氧化都能导致自燃,只有在稳定的低温和良好的蓄热条件下,氧化过程可自动加速,这样才能导致自燃。

上述几种关于煤自燃机理的学说中,煤氧复合作用学说被大多数人所接受。煤与氧相互作用产生热量并积聚是导致煤自燃的主要因素。需要说明的是,尽管煤氧复合作用学说广泛地被人们所接受,在实践中也逐渐得到科学的证实,但是鉴于煤的物质组成及其性质的复杂性,这一学说主要是对煤自燃机理的定性解释,许多问题仍有待于深入研究和探讨。

研究煤炭自燃机理,其主要目的在于指导矿井煤炭自燃防治措施的制定和实施。其研究方法主要有三类:一是减少煤炭和空气接触的表面积;二是降低与煤炭表面接触的氧气含量;三是用某种方法钝化自然发火煤炭表面的氧化活性。

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