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影响煤炭自然发火的因素
煤安中心 发布日期：2020-08-10 17:17:39
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影响煤炭自然发火的因素 > 影响煤层自然发火的因素主要有：1、煤的自燃性能 煤的自燃性能主要受下列因素影响： 1）煤的分子结构，研究表明，煤的氧化能力主要取决于含氧官能团多少和分子结构的疏密程度。随煤化程度增高，煤中含氧官能团减少，孔隙度减小，分子结构变得紧密。 ２）煤化程度，煤化程度是影响煤炭自燃倾向性的决定性因素。就整体而言，煤的自燃倾向性随煤化程度增高而降低，即自燃倾向性从褐煤、长焰煤、烟煤、焦煤至无烟煤逐渐减小；局部而言，煤层的自燃倾向性与煤化程度之间表现出复杂的关系，即同一煤化程度的煤在不同的地区和不同的矿井，其自燃倾向性可能有较大的差异。 3）煤岩成分，煤岩成分对煤的自燃倾向性表现出一定的影响，但不是决定性的因素。各种单一的煤岩成分具有不同的氧化活性，其氧化能力按镜煤＞亮煤＞暗煤＞丝煤的顺序递减。4）煤中的瓦斯含量，煤中瓦斯存在和放散影响吸氧和氧化过程进行，它类似用惰性气体稀释空气对氧化发生的影响。 5）水分，煤的外在和内在水份以及空气中的水蒸汽对褐煤和烟煤在低温氧化阶段起一定的影响，既有加速氧化的一面，也有阻滞氧化的因素。 6）煤中硫和其它矿物质，煤中含有的硫和其它催化剂，则会加速煤的氧化过程。统计资料表明，含硫大于３％的煤层均为自然发火的煤层，其中包括无烟煤。2、开采技术开采技术对自然发火的影响主要表现在以下几个方面。 1）矿井开拓方式和采区巷道布置，既决定保护煤柱的数量及其大小，又决定所留煤柱受压与碎裂程度，既决定可燃物的分布和集中情况，又决定向这些可燃物供风的时间。 2）回采方法和回采工艺，但其决定的因素是回采率和工作面推进速度。3、影响采空区自燃的因素１）采空区三带划分 对于后”U”通风系统(一源一汇)的采空区，按漏风大小和遗煤发生自燃的可能性采空区可分为三带：散热带Ⅰ（宽度为L1）、自燃带Ⅱ（宽度为L2）和窒息（不自燃）带Ⅲ（如图10－3－1）。靠近工作面的采空区内冒落岩石处于自由堆积状态，空隙度大，漏风大，氧化生热小而散发热量多，故不能发生自燃，叫散热带。其宽度大约5～20ｍ。自燃带Ⅱ中岩石的空隙度较小，因而漏风小，蓄热条件较好，如果该带的条件保持时间超过其自然发火期，就可能自燃。故此带称为自燃带。其宽度取决于顶板岩性、工作面推进速度、漏风通风压差，一般宽度为20~70ｍ。自燃带向采空区内部延深，便是第Ⅲ带。由于该带距工作面较远，漏风甚小或消失，氧浓度低，不具备自燃条件。故此带处于惰化状态，已经发生自大在燃的遗煤也能窒息，故叫窒息（不自燃）带。确定划分三带的指标有三种：①采空区漏风风速V（V>0.9m/s为散热带；0.9≥V≥0.02m/s为自燃带；∨＜0.02m/s为自窒息带。）；②采空区氧浓度（C）分布（认为C＜8%为窒息带，C≥8%为自燃带）；③采空区遗煤温升速度（dt>1℃/d为自燃带）。由于缺少深入的理论研究和试验结果，此指标目
> 前尚难以应用。 图10-3-1 采空区散热、自燃、窒息三带分布示意图 ２）采空区遗煤自燃的条件及其影响因素，设自燃带的最大宽度为L1+L2，工作面的推进速度为V，自然发火期为τS，在自燃带内煤暴露于空气的最长时间为τ(月)，当:τS≤(L1+L2) / V 10 -3-4时，说明自燃带内有△L=L1+L2-VτS宽度存在时间超过自然发火期，有自燃危险。由此可见，采空区遗煤自燃与否主要取决于工作面的推进速度和自燃带最大宽度L1+L2（ｍ）。4、漏风 在煤炭氧化过程的热平衡关系中，漏风起两方面的作用：一是向煤提供氧化所必须的氧气，促进氧化发展；二是带走氧化生成的热量，降低煤温，抑制氧化过程发展。采空区及煤柱的漏风强度在0.1～0.24 m3/(min.m2) 时容易自然发火。有的作者认为不会导致自燃的极限风速低于０.０2～0.05 m3/(min.m2)；封闭采空区密闭墙漏风压差在300Pa、漏风强度在０.02～1.2m3/(min.m2) 时容易自然发火的[ 136 ]。把风速控制在易燃风速区之外，是从通风的角度预防自然发火的原则。5、地质因素 地质因素主要有：１）倾角。２）煤层厚度。表10—3—1为倾角和厚度对自燃影响的部分统计资料。３）地质构造。在有地质构造的地区，自燃危险性加剧。４）开采深度。煤层赋存太深或太浅都会增加自然发火的危险性。 表10—3—1 煤层倾角和厚度对自燃影响 倾角 发火次数 比例,% 煤层厚度 发火次数 比例,% 缓倾斜 55 16 中厚以下 56 16 倾斜 121 34 厚煤层 135 38
> 急倾斜 176 54 特厚煤层 161 46 关键词：煤炭因素自然
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