综合防治自燃措施（推荐8篇）
防治自燃发火措施
编制单位： 总工程师： 通风科长： 编
制：
编制日期：2007年3月25日
八矿防治自燃发火措施
为切实加强矿井防灭火管理工作，规范内因火灾管理制度，保障矿井安全生产，防止自燃事故发生，根据《煤矿安全规程》、《矿井防灭火规范》、集团公司《防内因火灾管理试行办法》的规定，结合八矿实际情况，特制定八矿防治自燃发火措施。
一、矿井概况
平煤集团八矿是我国自行设计和施工的第一座特大型矿井，设计能力300万吨。目前矿井存在点多、线长、面广，六大灾害俱全的局面，特别是近期煤层自燃发火征兆突出，严重威胁矿井安全。八矿可采煤层共有三组四层，即：丁5.6煤层、戊9.10煤层、己15煤层和己16.17煤层。八矿现有13个采区，其中六个生产采区，即：丁
一、己二下延、戊二下延、己三扩大、己
四、戊四采区；四个停产采区，即：己一采区、己三采区、己二采区、戊二采区；准备采区二个：二水平戊一采区、二水平己二采区、二水平戊二采区。停产采区没有封闭，继续担负通风、行人任务，准备采区二水平己二采区己15-22020采面目前已投产。八矿为自燃发火矿井，三组煤层均具有自燃发火倾向性，其中戊组煤层自燃发火期为4~6个月。
二、矿井防灭火管理责任划分
防内因火灾管理按照“齐抓共管、综合治理”的原则组织实施。
(一)矿长对防内因火灾工作负全面责任；总工程师对防内因火灾工作负技术领导和分管区域内防内因火灾的管理责任；开拓副矿长、采煤副矿长对分管区域内防内因火灾隐患排查、措施落实负全面责任；经营负矿长对防内因火灾工作配套的人员、物资、材料供应负主要责任；安全副矿长对防内因火灾工作负监督、检查责任。
（二根据《矿井防灭火规范》的规定重申各部门在防灭火工作中的职责：通风部门负责自燃火灾的预防，机电部门负责电器火灾和机械火灾的预防，保卫部门负责地面火灾的预防，安监部门负责监督防灭火措施的执行和日常的井下明火管制，经营部门负责矿井防灭火材料、装备的供应，工资部门负责防灭火工程和防灭火人员专项工资的支付，财务部门负责矿井防灭火工作所需要的资金保障。
（三）采、掘、机、运、通、安、地测、调度等部门负责各自生产作业地点、作业工艺和作业环节中的自燃发火和外源火灾的预防、处理和管理。（各单位负责区域按平煤天安八（2007）4号文）文明生产责任区域划分）。
第六条队长是本单位防内因火灾管理的第一责任者，当班跟班干部是当班现场防内因火灾管理第一责任者。
（四）每月的“逢三”自检活动，各战线必须组织进行防内因火灾检查，对查出的隐患严格按照规定督促整改。
三、矿井防内因火灾具体实施措施
（一）、矿井、采区设计、巷道布置的防内因火灾安全技术措施
1、开采自燃煤层必须选择有利于防止自燃发火的巷道布置和支护形式，采区上下山应布置在稳定的岩层或非自燃煤层中，布置在自燃煤层要采用砌碹、锚喷或金属支架、不燃性材料背板。
2、矿井在巷道和采掘工作面设计、开采方法、回采工艺、通风方式、通风系统等方面，都要有防止和处理煤层自燃的专项设计和内容，特别是对于预防和处理内因火灾技术及配套材料使用要有明确说明。
3、自燃煤层中煤住的设计必须考虑防自燃的要求，煤住宽度一般不应小于6米，隔离煤住中不许掘进巷道。
4、采掘工作面《作业规程》中必须制定防内因火灾的专项安全技术措施。
5、防突、抽放、卸压孔布置时必须有防内因火灾专项措施，关于防突、抽放方面的安全技术措施中必须制定防内因火灾的专项措施。
6、设计部门负责矿井各水平和采区的防内因火灾专项设计，主干注浆、注氮管路直径不
得小于100mm，相关部门提供相应的技术参数，设计过程要充分考虑排水问题。
（二）、回采工作面防灭火安全技术措施
1、合理选择采煤方法，保证回采速度，中厚煤层月推进不少于35米，厚煤层月推进不少于50米，使老塘冒落压实带始终处于自燃发火期以外。
2、顶板陷落法采煤时，必须沿顶回采，老塘浮煤清净，减少采空区丢煤。
3、煤层一次采全高的工作面，机巷要铺设4寸注氮管路进行注氮或备用，机巷老塘内交叉埋管，间距为25-30米，管径为三寸白胶管，管路运输和压埋由所属采煤队负责。管路末端必须加工高度为1.5米便于排气的三通额头，额头加工和连接由防尘队负责，压管由所属采煤队负责。
4、防尘队负责在风巷铺设注浆管路，注浆管路直径不小于50mm，实行交叉埋管，间距为10-15米，末端采用4寸铁管且四周边钻眼进行压埋。
5、回采工作面必须采取减少向采空区漏风的措施，工作面上下出口断面不得低于设计断面的70%。
6、留底回采的采煤工作面必须使用阻化剂，每班安排专人负责撒阻化剂，阻化剂铺撒必须均匀，标准是0.5Kg/m2，上、下隅角的煤袋墙必须搀加阻化剂，加入量为0.5Kg/袋，使用单位建立阻化剂使用台帐，使用情况每班向通风调度汇报，瓦斯检查工要监督阻化剂使用情况，并纳入汇报程序。
7、采面运速机（机头、机尾）煤机、转载机检修过程有釉质洒落时，必须把沾有油脂的煤清理走，不得遗留在采空区。
8、采煤工作面、风机两巷的空帮、空顶区由巷道管理单位负责用不燃性材料进行充填；跨落的浮煤及时清走，不得堆积。
9、上隅角在回柱放顶前，必须将圆木、小板等易燃物回出，采空区不得遗留易燃物。
10、工作面安装、回收期间不得拆除、断开风、水管路，负责安装、回收的主管部门及负责人必须明确单位责任防灭火工作、冲尘和管理风水管路。
11、工作面回采结束后必须在45天内予以封闭。
12、防尘队配备足够的专职防灭火灌浆工，进行注浆，工资结算以注浆使用的黄土为依据，并与采面发火事故进行挂钩，黄土验收由经营科牵头，纪委、工资科、通风科、安检科、防尘队共同验收。
13、工作面进行随采随注时，防尘队必须安排专职接浆工，每次注浆以采面机巷出浆为准，并建立注浆台帐。
14、通风队负责每周对采面上隅角、风巷外口、突出孔洞以及其它可能自燃地点进行一次检查，每半月对采面上隅角、风巷外口取样分析一次，并建立检查记录和气样分析台帐。
15、对采用分源抽放或尾巷（抽排巷）利用的采面，上隅角、回风巷、尾巷（抽排巷）每周取样分析一次。
16、所有采煤工作面的瓦斯检查工必须配备CO检查仪器，CO检查点为上隅角、外口瓦斯转感器处、尾巷（抽排巷），每班接班时检查一次，检查数据填写在瓦斯手册、瓦斯牌板上，并向通风调度汇报，通风调度要上台帐。
17、采煤工作面的回风巷外口、尾巷（抽排巷）外口必须分别安装一台CO传感器，观测和分析采面CO、温度变化情况。
18、通风调度建立专门记录并上台帐，随时对阻化剂的使用、火区的治理、注浆、注氮等情况进行调度，并及时向公司、矿有关领导和通风部门汇报。
（三）、掘进工作面防内因火灾安全技术措施
1、在自燃煤层中掘进的巷道，要严格防止空帮空顶，出现空帮、空顶时，由责任单位采用不燃材料进行充填并喷浆封闭处理。
2、巷道的交叉点、煤住、断层、抬棚等区域必须加强支护，出现煤体破碎、压力增加造成煤体移位、裂隙发育、空帮空顶等情况，由责任单位采取喷浆或内部注浆封闭
等措施，防止自燃。
3、严禁使用皮带边管、水管、空心锚杆以及其它可以向煤体内部供风、供氧气的材料作为穿楔。
4、下分层巷道掘进时，在上分层停采线前后，必须包帮包顶（或喷浆）、充填黄土等处理措施。
5、巷道掘进过程中出现冒顶、空帮、高温点等情况时，巷道管理责任单位必须对这些地点进行挂牌管理，标明发生的时间，冒顶高度或空帮深度、隐患处理的方法、管理责任人等，出现高温点时要标注该点煤层暴露时间、温度、CO浓度、处理方法、管理责任人等内容。
6、开掘单位移交巷道时必须把冒顶、空帮、高温点、留煤垛等情况向接收单位以书面材料进行专向说明和移交，同时移交悬挂在上述地点的牌板，开拓科负责对上述地点上图标注。否则，出现问题时仍有原施工单位承担并负责处理。
7、煤层掘进出现冒顶时，必须采取充填、喷浆或内部注浆等处理措施，防止临近煤层自燃，隐患不处理严禁继续组织生产。
8、有高温点的开掘工作面跟班干部要佩带CO便携仪，瓦斯检查工佩带CO鉴定器，每班至少检查三次CO情况。
9、防突队负责把注浆管路铺设到每个掘进工作面的外口，并甩三通备用，管路维护由防尘队负责。
10、有自燃征兆的掘进工作面由监测队负责在巷道外口安装一台CO传感器，掌控CO变化情况。
（四）、打钻、抽防地点防内因火灾安全技术措施
1、断层、褶曲、煤与瓦斯突出点、煤体或顶板破碎带、煤柱前后30米不得布置钻孔，如果确须布置钻孔必须专项防内因火灾安全技术措施，并按照程序审批后执行。
2、封闭的采空区不得进行抽放，如果进行抽放。必须编制采空区抽放防内因火灾专项安全技术措施，并按照程序进行审批。
3、所有打钻地点的废孔、不进行利用的钻孔全部由打钻负责单位进行封堵，包括卸压孔、掘进工作面控制到轮廓线以外的排放孔、探放水孔、探煤孔、注水孔等，钻孔空间必须全部封堵严实，封堵材料选用黄泥。
4、所有抽放钻孔封孔长度不得小于8米，否则要重新封孔或报废不得利用。
5、高位水平抽放钻场、挂耳抽放钻场封闭时必须使用黄泥或其它不然性材料，严禁用编织袋装煤进行封闭，封闭前钻场内所有杂物必须清理干净。
6、抽放泵站必须配备CO检定器，泵站司机每班至少检查二次抽放气体内的CO情况（检查时间在接班和班中），并建立专门的记录，同时向通风调度汇报。
7、泵站司机检查发现抽放气体内有CO时要立即向防突科、通风科、防突队和调度汇报，由防突队对抽放区域的所有钻孔和抽放地点进行检查，原因不查明、隐患不及时处理，必须停止抽放。
8、防突科要根据抽放区域的瓦斯涌出量、钻孔数量等现场实际情况，调整抽放泵负压，使钻孔、采空区承受的负压处于合理区段，发现有漏气的钻孔立即甩掉停止抽放，重新封孔或予以报废。
9、防突队每班安排专人对抽放系统进行巡回检查，巡查工要佩带红外线测温仪、CO便携仪，对抽放钻孔支管、主干管、钻孔周边煤体的温度进行测定，发现温度异常要查判原因同时检查钻孔周边CO情况，宾立即向防突科、通风科、防突队、通风调度汇报，每次巡回检查都要填写专门的检查记录。
10、防突队每周必须对抽放泵站抽放气体进行取样分析两次，日期为周二和周五。第五十一条
监测队在抽放泵站排放末端安装CO传感器，位置是排放管口下风流30米范围内风流混合处，每天出报表报有关领导审批。
（五）、通风设施、密闭区防内因火灾安全技术措施
11、所有通风设施按质量标准施工和管理，建账上卡，在册的密闭必须完好，若需注销，须经矿总工程师批准。
12、永久性密闭采用不燃性材料构筑，密闭位置应尽量选择在巷道帮、顶不松动、围岩稳定、便于加固的地点，原则上密闭位置距离全负压通风巷道不得超过6米。采空区密闭必须按规定安设注浆管、观察孔、放水孔，并用带有丝扣的盖子封堵严实。
13、通风队建立密闭管理卡片时，记录密闭内各种管路连接关系和位置图，标明管路用途。连接密闭的所有管路必须挂说明牌，标注用途、长度（末端位置）。
14、观测孔管箍采用带有观测压差的紫铜管，紫铜管外扎接有乳胶管。
15、密闭说明牌板和检查牌板填写清楚，要与台帐相符，其内容包括地点、名称、密闭时间、结构、材料、厚度、施工负责人和验收人姓名。检查内容包括瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、温度、进出风情况、检查时间和检查人姓名。
16、通风队每周对密闭内外气体、压差、温度等参数进行检查，并填写密闭检查拍板和井上检查台帐，每月对密闭内气体进行取样分析，并建立气体取样分析台帐。
17、新构筑的密闭工程完工后向通风科提出验收申请，出现漏气，由通风队重新施工，密闭外出现有害气体超限，由通风队负责处理。
18、进行二次封闭的巷道必须把原密闭连接的管路全部外引，同时两道密闭中间要设置有观测和措施孔。
19、施工密闭必须编制施工措施，所有密闭措施孔的末端全部掉挂在密闭内顶板上，特殊情况以措施要求为准。
20、已经结束或报废采区在所有通道口按有关规定进行永久封闭。
第六十二条
已经封闭的采空区，充分利用连通巷道，尽量使其密闭处于同一压力侧（进风侧或回风侧）以减少压差和漏风。
21、保证通风系统稳定，对风路上无用的设施要及时拆除，消除局部阻力和减少压差和漏风。
22、密闭区内注浆时，接浆人员发现密闭渗浆，应立即报告队值班人员和通风科，由通风科安排通风队处理，严禁渗浆。
23、通风队要加强对密闭的检查和管理，发现密闭被压垮、密闭前失修等存在隐患或造成密闭漏风时，要立即进行处理，并汇报。
（六）、预防煤层自燃的安全技术措施
1、防内因火灾的措施落实及装备情况必须纳入开掘、回采工作面开工验收项目，纳入矿各级安全检查部门的日常检查范围，对于防内因火灾措施不落实或管理落实不到位造成事故的，要严肃追查处理。
2、井下严禁存放汽油、煤油、变压器油，井下使用的润滑油、棉纱、布头、塑料制品、纸制品等必须存放在盖严的铁筒内，用过的棉纱、布头和纸，也必须存放在盖严的铁筒内，并专人定期送到地面处理，不得乱仍乱放，严禁将剩油，废油泼洒在井巷或峒室内。
3、各战线必须安排一名副科长（副区长）专门负责内因火灾防治与管理工作，按照要求定期组织区域内内因火灾隐患检查。
4、严禁用浮煤充填溜煤眼、废巷等，必须采用沙浆或黄土充填。
5、通风队负责对采区回风、各风井回风风流中的瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、温度等参数每周检查一次，每月取样分析一次，队内建立专门的记录。
6、通风队、防突队、救护队所有气体分析结果要报总工程师、通风副总、通风科、防突科。
7、矿要配备气体色谱分析仪、凝胶泵、罗克休泵、制氮机、泥浆泵、SF6示踪仪等防灭火设备的操作和专业维护人员，使用单位要加强 设备的维护和检修，保证设备完好。
8、防尘队负责煤层自燃倾向等级鉴定所须煤样、制作和送检。
9、对于损坏矿井防灭火设施的，要由安检部门组织进行追查处理。故意破坏或盗
窃防灭火设施的要提交司法机关依法严惩。
（七）、有自燃征兆地点的安全技术措施
1、任何人发现有自燃征兆时必须立即向矿调度室进行汇报，矿井防止内因灭火是调度室调度的一项职责。
2、出现高温点，工作面立即停止生产，采取切实措施进行处理，只有高温与正常温度一样、隐患排除后方可施工。
3、出现高温点的区域检查CO的次数、取样次数以矿总工程师要求为准。救护队要严格按领导和通风部门的安排进行盯岗、检查和取样分析等，并配合通风部门做好自燃火灾的预防处理和放火检查工作。
4、矿井存在高温点时，首先考虑要保持通风系统稳定的安全措施，不得随意开停风机，主要通风机倒台、局部通风机停风检修必须有专门的措施。
5、对出现明火的地点，凡是火源明确首先采取直接灭火的方法，如：注水、挖除火源、使用灭火器等。
6、出现煤体自燃隐患且控制难度大、有危及人员安全的状况时，矿要立即成立火灾处理指挥部，一切作业程序严格按照指挥部安排执行。
1 采煤工作面的防火措施
(1) 宜采用丢煤少、回采速度快、高回采率, 采空区漏风小的长壁后退式开采方式。
(2) 及时清理工作面开采过程中产生的浮煤, 工作面采到停采线时, 必须采取使顶板冒落严实的措施。
(3) 将工作面下巷沿空留巷, 作为下一个工作面的上巷时, 存在上工作面采空区漏风问题。因此, 工作面下端头需沿走向垒砌5m宽的矸石带, 矸石带最底层采用矸石装袋垒砌, 上层垒砌0.5m宽的黄泥袋, 其余部分采用矸石直接垒砌。在矸石带压力基本稳定后, 采用水泥砂浆对矸石墙进行喷浆封堵, 喷厚100mm, 并在巷道最低点安装放水管和闸阀, 定期放水。
(4) 煤巷掘进不得托顶煤掘进, 地质因素影响出现煤巷托顶时, 应及时制定防灭火措施, 消灭自燃隐患。
(5) 瓦检员每班检测采煤工作面瓦斯时, 必须同时检查CO的浓度, 若发现CO浓度超标, 应立即汇报调度室, 采取相应处理措施。
2 采空区防火措施
(1) 工作面停采前, 提前预埋注浆管路, 及时向老空区注浆, 使泥浆充分覆盖残煤, 防止残煤氧化。在采煤工作面上巷预埋注浆管路, 上巷停采线向里沿上帮敷设5根长度分别为:60m、50m、40m、30m、20m的32mm泵管或50mm钢管, 每根管子末端接一个32mm或50mm三通, 在回采移动支架时保护好预埋管路。
(2) 隔绝氧气, 防止采空区漏风
①工作面推进时, 上隅角每推进10m垒设一道矸石袋墙, 矸石袋墙需接顶严密, 并吊挂挡风帘遮挡严密。确保回采支架与矸石墙之间顶板冒落严实, 防止向采空区串风。
②工作面推进时, 下隅角每隔10m必须垒设一道矸石袋墙, 墙厚不低于1m, 矸石袋垒设必须严密, 并在矸石袋墙外侧吊挂耐热抗静电的挡风帘。
③工作面停采后, 在上、下隅角各加设一道1m厚的矸石袋墙, 用黄泥封严, 吊挂挡风帘, 要求其严密不漏风。
(3) 建立束管监测系统, 加强采空区有害气体监测。在工作面下巷预埋有铁套管保护的60m及30m束管各一根, 用于观测停采线以里采空区60m及30m处气体浓度。回撤前每7天进行一次取样化验分析, 回撤时增加到每两天一次取样化验分析, 并建立束管监测台账。
(4) 工作面回撤时要合理配风, 做到风流稳定。
(5) 采区、回采工作面结束后, 必须在30天内构筑永久性防火密闭墙, 进行永久性封闭, 并埋设束管监测系统。永久性防火密闭墙须构筑在距全风压巷道5m以内的范围。
(6) 防火密闭墙的建筑、管理标准
①防火墙由两道不小于500mm的墙组成, 两墙的距离不小于500mm, 墙体采用料石或实心砖, 并用水泥砂浆或混凝土浇灌, 其抗压强度不小于0.2MPa, 墙体间充填高分子材料。
②建筑防火墙时必须在巷道四周掏槽, 掏槽深度不小于500mm, 见硬帮硬底, 确保墙与煤岩接实。
③确保防火墙面平整, 1m长度范围内凹凸差不大于10mm, 无裂缝、重缝和空缝, 严密不漏风。
④建筑防火墙前, 巷道内连接的管线、轨道必须断开, 不得连接在一起。施工时做到工完料净, 墙前至全风压巷道段保持平直, 无积水、淤泥。
⑤防火墙要设置观测孔、措施孔和放水孔, 距底板0.5m处敷设2寸U型放水管, 墙面中间安设1寸观测管, 管孔口要封堵严密。观测管、放水管做防锈处理 (镀锌管除外) , 观测管转动部位加油润滑。距底板2/3巷道高处设检查牌板, 密闭周边必须设10cm宽的蓝色警戒线。
⑥防火墙前3m范围内围岩、喷体要打眼注浆, 防止煤岩裂隙漏风。距防火墙1m处沿四周每间隔1m打一个注浆眼, 眼深不小于2m。通防工区负责注浆, 注浆时注浆泵输浆压力不得低于3MPa。
⑦防火墙观测管上方0.1m处, 需印刷“墙前禁止人员休息, 禁止存放物料”红色字样。防火墙附近必须设置栅栏、悬挂警标牌, 禁止人员入内, 并设置管理牌板, 每周至少检查并记录一次防火墙外侧有害气体浓度、密闭内积水情况及密闭质量, 发现问题及时处理。
3 矿井防治自燃发火的总体安全措施:
(1) 建立健全矿井防尘系统:矿井各水平运输大巷及采区上、下山, 采区内部运输巷及采煤工作面上、下平巷、掘进工作面每隔一定距离设立洒水除尘设施。
(2) 实行均压通风防火:通过对井下风流的调整, 改变有关巷道风压分布, 均衡火区或采空区进、回风两侧的风压差, 减少和杜绝漏风, 使火区内空气不产生流动和交换, 断绝氧源, 达到窒息惰化火区或抑制煤炭自燃发火的目的。
(3) 应在原药库、皮带道下通道设置消防材料库, 库内配齐消防设备和材料。在采区变电所、泵房配齐防火门, 并保证其灵敏可靠。
(4) 运输皮带必须采用阻燃皮带, 机头、机尾处应采用阻燃性材料支护, 皮带司机应及时清理机尾处的浮煤及矸石。
(5) 电缆敷设、悬挂、接头要符合《煤矿安全生产规程》要求。电缆选择要经过负荷计算, 采区内要有防止炮崩、砸坏、挤坏电缆的措施。
(6) 井下严禁存放汽油、变压器油或煤油等可燃物, 井下需要使用的及使用过的润滑油、棉纱、布头等, 必须存放于各自盖严的铁筒内, 存放已使用材料的铁筒需经专人送至地面处理。
(7) 采区内的所有电器设备需全部采用防爆型, 并加强管理, 杜绝产生电火花, 防止引起火灾及爆炸事故。严禁带电安装、检修机电设备。
(8) 职工若发现井下空气中CO、CO2浓度增高, 有着火气味, 看到明火等, 应立即汇报, 并迅速扑灭可控制的明火。
(9) 井下职工必须经过安全教育与培训, 经考核合格后方可下井;特殊工种需经正规培训, 并取得相应资格证书后方可上岗。
(10) 加强火药管理, 按规定运输、储存和使用;放炮必须按《煤矿安全规程》第315-342条规定。井下爆破必须采用湿式打眼, 爆破使用水炮泥, 炮眼应填满封实, 放炮前后洒水灭尘, 严禁打浅眼, 放小炮、明炮、糊炮, 短母线放炮, 擅自反向定炮。
(11) 采区内烧焊要有专门措施, 符合《煤矿安全规程》第223条的规定, 并经严格审批手续, 否则不准烧焊。井下录像、摄影必须制定专门措施上报煤矿安全生产主管人批准。
(12) 严格自救器使用、管理及检查制度, 凡下井人员必须随身携带, 并熟悉使用方法。
4 总结
(1) 采煤工作面的防火管理措施集中在加快推进速度, 减少遗煤与浮煤, 杜绝沿空留巷漏风, 加强对火灾指示气体的检测等方面。
(2) 采空区的防火管理主要集中在采空区注浆、修筑密闭墙、建立束管监测系统三个方面。
(3) 采区的防火措施必须结合矿井整体的防火措施才能完善有效。
参考文献
[1]秦波涛, 王德明.矿井防灭火技术现状及研究进展[J].中国安全科学学报, 2007, 12.
[2]王德明.矿井通风与安全[M].中国矿业大学出版社, 2007.
关键词：煤场；自燃；措施；处理
中图书分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）32-0170-03
大型火力发电厂为了满足发电要求，确保社会用电的需要，一般会建有大型的煤炭储煤场，用来存储大量的煤炭。煤炭自燃会带来巨大地经济损失和安全隐患，防止煤炭自燃是一个非常重要的问题。煤的自燃是由煤的氧化所引起的，煤炭露天存放，受风吹、日晒、雨淋，与空气中氧气充分接触，当煤堆温度达到着火点时，则氧化反应速度增大，并有导致煤堆自燃的可能。这对挥发性强的烟煤及褐煤来说，可能性较大，对含硫量较高的煤而言，危险性更高。
煤炭堆积时间过长发生氧化反应后，会使煤的灰分升高，发热量降低，使煤的质量变坏。储煤时间过长，热量堆积，如果得不到有效散发，将发生自燃。温度高或已经自燃的煤炭输送到运煤设备和磨煤机设备，可能造成燃烧和爆炸危险。
庄河发电厂有三个工作储煤场，一个备用储煤场。工作储煤场额定储煤量在25万t左右，储煤量达到额定值时，也会发生煤堆温度升高，热值下降的问题。煤场作为存煤的场所，关乎企业的重大经济效益。因此加强煤场存煤的煤质监督，了解煤自燃的特性，减小自然损耗，特别是防止煤的自燃，就显得特别重要了。
1 煤炭自燃原因
1.1 煤的组成
煤由有机物和无机物组成，分为可燃物质和惰性物质。其中碳、氢、氧、硫这些元素组成煤的可燃物质，碳元素所占比例最大，约为65%～95%；一些矿物质灰分和水分构成煤的惰性物质，它们也占有相当大的比例，对煤的自燃起着一定的作用。
1.2 自燃倾向性
煤中灰分、水分、挥发分、粒度大小、含硫量、孔隙度等是煤自燃的基本条件。煤的自燃倾向性反映了煤的变质程度。在常温下，煤的挥发分含量越高，自燃可能性越大，自燃时间会相应缩短。可以根据原煤样的着火点和煤样氧化后的着火点之间的差值来判断煤的自燃趋向。一般来讲，原煤样着火点低，二者之间的差值越大，煤越容易发生自燃。
决定煤自燃倾向性的因素有以下几个方面：
①煤的炭化变质程度。煤的炭化程度越高，其自燃倾向性越小。
②煤中水分。一定含量的水分有利于煤的自燃。
③煤中含硫量。在同牌号煤中，含硫化物越多，越易自燃。因为煤中所含黄铁矿在低温氧化时生成硫酸铁和硫酸亚铁，使煤体膨胀而变松软，增大了氧化表面积；黄铁矿氧化热也促进煤的自燃。
④煤的粒度、孔隙度、导热能力也是煤的自燃倾向性的条件之一。
1.3 煤中的硫份
煤中含有一定量的硫份，约占10%左右。在一定温度条件下，会与空气中的氧气发生化学反应生成氧化硫，氧化硫遇水反应生成稀硫酸。发生化学反应时会放出一定的热量，提高煤堆的温度。
1.4 氧气影响
火力发电厂储煤场一般都是露天的，煤炭与氧气充分接触。空气中的氧气，通过煤块之间的缝隙渗透到煤堆的内部，使煤堆内部也储存了大量的氧气。如果都是大块煤，渗透到煤堆内部的氧气更多，供氧越充足，自燃条件越充分。若是细粉煤则相反。
煤炭与氧气充分接触，发生氧化反应，释放热量，形成新的外表。新的外表再次被氧化，周而复始，煤堆内部温度逐渐上升，达到煤炭自燃的温度后，即会发生自燃。
煤中含有的碳、氢等元素在常温下就会发生化学反应，生成CH4、CO等可燃物质。煤被氧化后放出的热量，如果不能及时散发掉，将使煤堆温度急剧上升。温度升高，还会加速煤的氧化反应，释放出更多的热量。当热量聚集到一定程度时，就会引起煤中的可燃物质成分燃烧发生自燃。
煤炭发生自燃的根本原因就是与空气中的氧气发生氧化反应。
1.5 煤中的水分
煤中含有一定量的水分，大约在2%～20%之间变化。当煤中的水分在5%～7%时，会加速煤中的各种反应的进行，如硫份发生化学反应生成稀硫酸，产生的热量又加快了煤的氧化反应进行，加速煤的自燃进程。
通常来讲，煤发生自燃要经历三个阶段。首先是水分蒸发，然后是氧化分解，最后阶段为自燃。水分蒸发阶段会带走大部分的热量。煤炭含水量越高，蒸发期越长，煤堆不会有明显的温度上升，煤炭很少自燃。
1.6 季节变化影响
秋季伴随着气温下降，大气密度增加，渗透到煤堆内的空气增加。因此，秋季与其它三个季节相比，煤炭自燃的几率增加。
1.7 灰分的影响
煤炭的灰分越高， 自燃越不容易发生。
1.8 煤炭的氧化时间
煤从水分蒸发，与空气接触发生氧化，最后发展到自燃需要一段时间，只有到达其自然发火期才会自燃。煤种不同，自然发火期也不相同，例如：长焰煤为1～3个月，气煤为4～6个月。
1.9 其 它
自然环境温度和空气湿度也会影响到煤炭的自燃。环境温度越高，空气湿度越大，煤炭发生自燃的几率较大，否则相反。
2 煤堆自燃前的征兆
2.1 自燃的潜伏期
煤炭的自燃，不是在煤变松和强烈的空气流入以后立即发生的，它是要经过一个热量聚集的潜伏期才会发生。这种潜伏期较长，通常在90 d以内。
2.2 自燃的季节
各个产地的煤自燃的季节及温度不同，有不少煤在夏季高温时易自燃；也有在春、秋季，特别是连绵阴雨天，空气中湿度大，煤堆的热量不易散发，也容易自燃。甚至还有些煤种冬天下雪天更易自燃，煤中焦炭在低温下易吸附氧气氧化。大同煤焦炭含量高，雪是很好的保温物质，因此在下雪季节，要注意大同煤自燃。
2.3 自燃的征兆
因为煤炭在自燃前，要经过发热阶段。冬季，在煤炭发热的地方，可以发现许多新雪斑或由煤堆深处逸出水蒸气，冷凝而形成毛茸的雪瘤子。夏季，清晨在煤堆发热地方会出现“渗出物”的潮湿点，在白天，特别是经过日光晒以后，潮湿点消失，残留一层白色矿物或黄色凝结物，如果煤堆的温度超过60℃时，有的煤就会在1～2 d内发生自燃。
3 自燃煤的位置
煤炭在自然堆积的状况下，一般可以分为三层：冷却层、氧化层和窒息层。
冷却层，煤堆表面开始至1.5 m左右。虽与氧气充分接触发生氧化反应，但位于表层，散热条件非常好，一般来讲，不容易引起自燃。氧化层位于冷却层以下1～4 m之间，自燃的条件全部具备，一旦达到煤的自然发火期，立即发生自燃。窒息层位于氧化层以下，该层煤炭之间间隙较小，供氧量较小，氧化反应不充分，一般不会发生自燃。
庄河发电厂运用斗轮机堆煤，在堆放的过程中，大块煤会分散在煤堆的四周，而煤堆的中间一般颗粒较细。由内及外，煤炭之间的空隙会越来越大，散热条件也越来越好。发生自燃的位置既不在煤堆的表层（冷却层），也不在煤堆的内部（窒息层），而是发生在氧化层。发生自燃后，堆温升高，伴随着冒黄烟、冒白汽的现象。受煤的自燃、自热的压力作用，气体流动方向垂直向上，自燃点一定在冒烟气的垂直向下的部位。氧化层发生自燃，不用很长时间，也会带动冷却层自燃。发现煤堆自燃，要马上采取措施，防止范围扩大，避免不必要的损失。
4 煤堆自燃的防治措施
要以预防为主，采取防治结合的治理办法。主要措施是减少煤炭与空气、水分的接触，定期测温，防止热量堆积，还可以配合喷淋降温。
①煤的自燃倾向性鉴定。掌握煤自燃火灾的规律，有针对性地采取防自燃措施，对保证安全生产具有重要意义。因此，对储存自燃倾向性较大的煤和储煤时间较长的煤场，应作煤的自燃倾向性鉴定，测定煤的挥发分的含量、最低着火温度、自燃发火期等指标。
②煤堆的方向。煤堆的方向取南北方向为佳，可以减少阳光的照射。因为我国地处东北半球，阳光经常照在头顶偏南方向。
③合理安排煤场储煤量。根据发电机组的运行情况和发电计划，由发电计划部门制定煤炭采购计划，控制煤场的储煤量。
④合理的堆煤场。煤堆的场地应该采用水泥地面，地面上不用铺盖任何物质，减少煤堆中空气的摄入量。煤堆场地比四周略高，四周应挖有排水沟，及时排除雨后积水，减少水量的聚集。排水沟与煤泥沉淀池相连。堆煤场可设置在高山的北坡较为开阔的地带，减少热量的摄入。
⑤堆煤的时间和方法。应尽量在环境温度较低的时候储存煤炭，以减少热量的携带。大块煤、细粉煤混合在一起，空气不能很好的流通，发生氧化反应时，产生的热量比较容易积聚在内部使煤堆温度迅速升高发生自燃。庄河发电厂发电用煤为烟煤和褐煤，烟煤与褐煤都是分开存放，因为烟煤颗粒较小，而褐煤颗粒较大，两种煤底部也不连接在一起，有效防止了煤炭自燃。所以说大块煤与细粉煤分开存放较好，煤堆旁边较大的煤块要将其压实。细粉煤单独储存时也要一层一层的压实，尽量减少煤堆里的空气。
⑥煤炭堆积的形状。以人字形屋脊式最好，减少阳光的照射及雨季雨水的渗入。煤堆的角度控制在40～45°，顶部齐平。煤堆的高度控制在8 m以内。
⑦煤堆的维护。一般，发电厂都是用斗轮机来完成卸储煤工作。在接卸煤的过程中，堆高到2 m左右，就要用推煤机将煤炭压实，减少煤块之间的空隙，排除里面积存的空气，减少煤炭与氧气的接触面积，使氧化过程减弱，以便更好地储存煤炭。如果一个煤堆长期未使用，除了压实之外，还可以在煤堆上覆盖一层粘土，减少与空气的接触。但覆盖粘土会降低煤的品质，增加灰分的含量，可适用于锅炉对煤质要求不高的情况。煤炭在堆放过程中，要堆平堆齐，取煤时不要挖山留井，以免增加雨水的聚集，也可以减少阳光的照射。
⑧煤炭堆放位置合理，先进先出。堆放位置合理，使得煤炭在预定的期限内烧完。执行煤炭先进先出原则。如果发现煤堆温度升高，已经快要自燃，可执行后进先出的原则。
⑨计划好煤炭存储时间。煤场管理人员与煤炭采购部门要沟通协调好，根据煤场的储煤情况，合理安排煤炭的采购计划，既不影响机组供煤，也不过多储煤，降低损耗。露天储煤场发生煤堆温度升高，煤炭自燃，一般来讲，就是因为存煤时间过长造成的。边角煤、斗轮机限位以外的煤，有时存储4个月以上，为煤的自燃提供了足够的时间。煤炭的堆放时间要根据煤炭的种类确定，无烟煤、贫煤存储时间可略长一些，但应控制在4个月以内。烟煤和褐煤的存放时间要控制在1个月以内。
⑩清除底角煤。对底角煤定期清除，不残留小煤堆和裙边煤。
{11}不覆盖卸煤。合理规划储煤场地，尽量不覆盖卸煤，对采用覆盖卸煤的煤堆要加强检查巡视。
{12}翻开压实散热。在煤堆取到高度较小时，可以采用翻开散热的方法降温，防止自燃，散热到一定程度后再压实处理。
{13}加强煤场的管理和监测。对煤场加强管理和监测，发现煤堆温度升高、冒烟、冒热气等情况就要引起警惕，采取措施进行处理，避免大范围自燃引起损失。每天安排煤场管理人员对煤堆进行巡视，尽早发现自燃煤，并每隔两天用测温仪对煤堆表层以下进行测温并做好记录。堆煤超过一个半月时必须每天对煤堆测温一次，发现温度升高趋势时应每三小时测温一次，并严格记录。
{14}保持合适的水分。煤炭发生自燃时的水分在5%～7%之间，使煤炭保持适当的水分，可以有效防止煤炭的氧化自燃。当煤炭的水分含量达到12%时，基本不会发生自燃问题。
{15}其它措施。发电企业储煤场四周应布置喷淋装置，在炎热的夏季可以定期向煤堆喷洒水，降低煤堆表层温度。喷洒水水源可以采用工业废水，庄河发电厂用的是含煤废水处理后的水，节省了水资源。喷淋降温对防止煤炭自燃有一定的效果，但如果水量不足，有时反而会加剧自燃，所以采用时要慎重考虑。把煤炭全部浸入水中可以有效来防止煤炭氧化自燃，但使用起来比较麻烦。在煤堆中间布置测温元件，可以掌控煤堆温度，提前采取措施，避免煤炭自燃。
5 煤炭自燃的处理方法
5.1 喷淋降温
发现煤堆表面煤炭自燃时，可以进行喷淋降温或挖沟浇灌的方法。发现某个煤堆温度较高，可以用斗轮机取掉一层，进行散热处理。另外，如果堆高不是很高，可以向煤堆喷洒水进行冷却降温后，再安排斗轮机一层一层的取掉。
5.2 采用压力水浇透
将压力水管插入到煤堆内自燃部位对煤堆降温，可以有效治理煤炭自燃。
5.3 倒堆翻开压实
发电厂储煤场一般存有许多种煤，会有大大小小的煤堆。对于小型煤堆，可以把自燃部位的最外层推掉，露出自燃部位进行散热冷却。对于温度较高煤堆，可以用铲车倒堆，来降低堆温，延缓煤的自燃。
5.4 消除自燃祸源
将祸源区域的自燃煤挖出来，铺散开来，暴露在空气中散热降温，或者是将祸源区域内的煤进行碾压。采用挖煤降温方式时必须做好防治明火蔓延的措施，周边备有一定的炉渣，抢险人员也需做好防护措施。
5.5 入炉烧掉
将自燃煤完全扑灭无危险后，用斗轮机将其取送到原煤仓内，输送到锅炉内燃烧。对于堆温超过70℃的，立即安排斗轮机取用入炉，而堆温小于70℃的，可考虑倒堆暂缓取用。对升温煤堆的底角煤进行清理，全部归堆使用。
6 结 语
煤炭自燃会造成严重的损失，因此我们要严加防范，综合治理，降低损耗，提升经济效益。
参考文献：
[1] 龚友成.煤粉自燃特性研究[J].工业安全与防尘，1995，（3）.
[2] 汤清华.高炉喷吹煤粉知识问答[M].北京：冶金工业出版社，1997.
[3] 刘清龙.用台阶式插管定量注水法防治露天煤堆自燃[J].煤矿安全，2000，（6）.
[4] 刘高文.煤自燃特性研究及应用[D].西安：西安科技学院，2002.
[5] 吴国光，张永建，王光友，等.煤堆自燃影响因素及防治[J].能源技术与管理，2008，（1）.
煤矸石自燃机理及其防治技术研究
煤矸石是我国最大的工业固体废弃物,煤矸石自燃是矿区主要的.环境问题之一.并系统分析煤矸石的自燃机理,提出预防为主,防治为辅的对策,并重点介绍几种行之有效的煤矸石自燃的防治技术.
作 者：李松 万洁 LI Song Wan Jie 作者单位：浙江林学院环境工程系,临安,311300 刊 名：环境科学与技术 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)： 28(2) 分类号：X705 关键词：煤矸石 硫 自燃 防治技术
自然排烟是利用火灾产生的烟气流的浮力和外部风力作用通过建筑物的对外开口把烟气排至室外的排烟方式的实质是热烟气和冷空气的对流运动，在自然排烟中，必须有冷空气的进口和热烟气的排出口。烟气排出口可以是建筑物的外窗，也可以是专门设置在侧墙上部的排烟口，
对高层的建筑来说，曾一度采用专用的通风排烟竖井，在平常，由于建筑物内空气温度一般比室外高，产生浮力，使气流上升，便于房间排气。发生火灾时，由于室内温度叫大幅度上升，室内外温差较大，形成烟囱效应，成为排烟的一种动力，国外常称为烟塔排烟方式。
为进一步提高车辆火灾事故应急救援水平，熟悉掌握类似事故处置预案，吐鲁番机场航空安全保卫部结合吐鲁番夏季高温易引发车辆自燃的特点开展车辆火灾扑救应急演练活动，通过“真火实景”模拟车辆起火，全面提升车辆火灾事故应急处置能力。
演练共分两个场景，包括油池燃烧、破拆救人等扑救过程，点燃油池代替火灾事故中的车辆，现场真实模拟车辆因高温自燃导致油箱破损、燃油全部洒出后意外起火。航空安全保卫部到达现场后，迅速开展火情侦察、火场警戒、灭火控火、破拆救人等实战科目，利用两条干线对起火点进行火势压制，另利用液压剪扩钳对车辆进行破拆救人。
经过两个场景的多种协同配合，对车辆燃油燃烧灭火时机、燃烧特性、危险性变化进行实战演练。通过此次演练，有效提高了吐鲁番机场消防救援队伍对车辆火灾事故的快速反应、及时处置、临机应变和应急救援水平，为扑救车辆火灾事故打牢了基础。
煤堆自热自燃会降低煤的品位, 污染自然环境, 严重的会引发火灾, 造成巨大的经济损失。据统计, 我国的煤矿约有50%的矿井存在自然发火的危险, 灵武、神府、大同等矿区地面煤场, 秦皇岛等码头都发生过煤堆自燃火灾[1]。本文详细阐述了影响煤堆自热自燃的内在和外在影响因素, 在此基础上总结煤堆自燃的防治措施。
1 影响煤堆自燃的内在因素
煤的自燃倾向性是煤的一种自然属性。煤化程度、煤岩组分、矿物质、水分和粒度等均会影响到煤的自燃, 是煤堆自燃的内在因素。
(1) 煤化程度[2]。煤化程度是影响煤自热自燃的根本因素。随着煤化程度的加深, 煤的物理和化学性质都发生了变化, 从而降低了氧化的可能性, 煤的耗氧速率下降, 着火点升高, 自燃倾向性减小。在同等条件下, 褐煤要比其他高阶煤容易自燃, 这是由于褐煤开放式的孔结构和有效的内表面利于氧气与煤中易于氧化的有机结构发生偶合反应。
(2) 煤岩组分。煤的有机显微组分分为镜质组、壳质组和惰质组三大类。常海洲等[3]研究发现, 神东煤显微组分吸附氧的能力明显高于平朔煤。张玉贵[4]认为平庄和阜新煤中的镜煤燃点低, 自燃倾向性高。舒新前、葛岭梅等[5]对神府煤研究后认为, 丝炭容易自燃, 因为其在低温下能吸收大量氧并放出热量。王晓华等[6]研究宁夏石嘴山矿煤样后也发现丝炭着火点最低。然而, 由于煤显微组分组成的复杂性, 煤岩组分对煤自燃倾向性的影响至今没有明确的定论。
(3) 矿物质。煤中矿物质主要是粘土类、碳酸盐类、氧化物类、硫化物类和硫酸盐类。其中对煤自燃影响较大的是硫化物类中的黄铁矿, 由于黄铁矿与煤吸附相同的氧气量时, 其温度的增值比煤大三倍, 黄铁矿的存在将会对煤的自热、自燃起加速作用, 从而成为影响煤自热、自燃的因素之一。硫的含量越高, 煤的自燃危险性越大。硫酸盐类中的水绿矾在低温氧化过程中放出的热量是黄铁矿放出热量的4.1~11.4倍, 余明高等[7]对阳泉5矿的煤样研究表明, 煤中所含的水绿矾暴露于空气中时将会产生大量热量, 对煤自燃产生促进作用, 且含量越高, 影响越大, 是导致所研究的无烟煤自燃的主要因素。煤中的其它矿物组分对煤的自燃影响程度较小。
(4) 水分。煤中水分对煤自燃进程的作用机理和形式都非常复杂。一方面, 水分的存在对煤自燃起催化作用。煤中水分蒸发后, 大大增加了煤氧反应的有效比表面积, 氧气更容易达到煤的中微孔内, 加速了煤的自燃。水分增加会使含黄铁矿的煤样吸氧量增大, 自燃危险性增强, 而对煤干燥处理可防止高黄铁矿含量的煤氧化自燃。另一方面, 水分影响氧气在煤表面的传递和吸附, 进而降低煤氧反应速率, 抑制煤的自燃。当煤水分含量较高时, 煤堆空隙中水的蒸汽压力也较高, 当相对湿度达到60%时, 将阻止空气中的氧到达煤表面。何启林等[8]应用差示扫描量仪进行了煤的含水量对吸氧量与放热量影响的研究, 发现在煤的低含水量段与含水量较高段各有一个总吸氧量与放热量较大的峰值点, 且两峰值基本一致。英国诺丁汉大学的绝热氧化实验也表明, 干燥煤的反应活性明显强于润湿煤[9]。因此, 水分在自燃过程中所起作用应根据具体情况而定。
(5) 粒度。煤的粒度是影响煤自热自燃的一个重要因素。随着粒度减小, 煤的比表面积增加, 与氧的接触面积和耗氧速率增大, 氧化放热性增强。对于较小颗粒的煤来说, 粒度在氧化过程中起到了关键作用。通常粒度分布范围宽的煤样耗氧速度大, 氧化自燃性强。
2 影响煤堆自燃的外在因素
(1) 温度。温度是煤堆自燃过程的主要影响因素, 体现在煤堆内部温度和环境温度的变化。温度升高, 氧分子的平均动能增大, 扩散和渗透能力增强, 到达煤的内部空隙的几率增加, 另一方面, 煤温越高煤表面的活性结构数目越多, 活泼程度越大, 与氧结合的能力增强, 煤氧复合放出的热量增大。吴晓光、李莉等[10,11]通过煤样程序升温实验, 研究煤体的耗氧速度和放热强度随温度变化的规律, 分析显示在不同的温度段内, 煤样的耗氧和放热速率是基本一致的, 随温度升高, 其速率增大, 实验中存在显著的加速过程。张瑞新等[12]在野外露天场地进行了煤堆自燃的模拟试验, 认为可将煤体的自燃过程划分为四个阶段, 分别为缓慢氧化期、氧化中速反应期、氧化加速期和发火期。准确的预测各个阶段发生持续的时间是预防煤堆自燃的关键。此外, 环境温度越高, 则煤初始温度越高, 煤的自燃性越强, 自然发火期越短。
(2) 空隙率。由于采煤、洗选和运输等过程中多种因素的影响, 现场堆放的煤堆存在不同的粒度分布。煤在堆积过程中, 又会出现“粒度偏析”现象, 使不同煤堆的空隙率和空隙分布出现差异。空隙率对煤堆的自燃影响很大, 它不仅影响煤堆的导热性能, 同时还影响煤堆的漏风强度。刘艳华等[13]研究了空气在破碎煤体中的流动规律, 认为当风压梯度为常数时, 漏风强度取决于空隙率。当空隙率的变化使煤堆的漏风强度增大时, 煤堆的散热性能增强, 不利于热量的积聚。煤堆中的热量传递除了漏风所导致的热对流, 还存在由于内部各点温度不同产生的热传导。岳宁芳[14]研究发现, 松散煤体的导热系数随空隙率的增加而减小, 其变化规律在n为0.28~0.40时呈线性关系。文虎等[15]利用自行设计建造的特大型煤自然发火实验台对南屯矿煤样进行了历时38 d的实验, 随着煤体自发升温, 耗氧速度增大, 高温区域向空隙率大、供氧充分的地点移动。因此空隙率越大, 煤堆的供氧条件越好, 导热性越差, 传导散热量越小, 热量越不易散发, 煤堆越易自燃。
(3) 风流渗透。风流在煤堆内部的渗透情况较为复杂, 其动力源主要来自两个方面, 一是温差产生的热力风压;二是风速产生的动压。煤堆发生自燃的部位既不在煤堆的表面, 也不在煤堆深部, 而在表层以下。在自然堆积状况下, 可将煤堆分为冷却带、氧化带和窒息带, 如图1所示。
煤堆三带的形成是由于各个部位蓄热条件的不同所造成的。渗流的强度大, 供氧条件好, 煤的放热强度大, 同时带走的热量多。渗流的强度小, 煤堆内部的供氧不充分, 煤的放热强度小, 不足以积聚足够热量。因此, 存在一个适宜的风流强度范围使煤堆发生自燃。
(4) 煤堆的几何形状。煤堆的几何形状也是影响自燃的因素之一。显然, 过小的煤堆由于不能积聚足够的热量, 不可能发生自燃, 只有煤堆达到一定的数量并以合适的方式堆放, 才能形成有效的聚热体。V.弗尔罗等[16]在西班牙Teruel (Andorra) 的ENDESA电厂储煤场进行了大型煤堆的实验研究, 发现小倾角的煤堆能够延缓煤堆自燃的进程。
3 防治煤堆自燃的方法
(1) 阻隔法。景伟等[17]早在20世纪80年代初就进行了煤堆保护层的研究, 并在鞍钢灵山煤场进行了现场试验, 结果证明煤堆涂保护层后可以有效隔绝空气, 防止煤堆氧化自燃。谢之康等[18]论述了煤堆自燃特点并提出了用分层局部堵露法隔断自燃危险带垂直方向上的漏风通道, 破坏氧气供给条件, 来达到预防和治理煤堆自燃的目的。丁红玉等[19]通过实验和数值模拟研究提出了采用以煤为主原料的覆盖层材料覆盖煤堆表面以抑制煤堆自燃。V·弗尔罗等[16]的现场实验研究表明, 压实煤堆以及用水灰浆覆盖煤堆等都很有效。肖辉等[20]选用合适的高聚物分子作为阻化剂, 并以水玻璃、Ca O、表面活性剂等为添加剂, 进行双氧水氧化升温试验、程序升温氧化试验和阻化性试验, 结果表明, 这种新型阻化剂阻化效果良好, 阻化率达90%以上。Walker[21]在1900年就提出了用CO2作为海上运煤船舱的防灭火的方法, 神华煤炭运销公司用干冰, 即固态CO2放置在船舱里的煤堆内, 起到了很好的防自燃效果。
(2) 散热法。李满花[22]根据储煤氧化自燃的三个阶段理论提出, 如果在其氧化生成的温度还未达到临界温度前, 就着手去进行人为散热, 破坏储煤堆内部的积热环境, 那么储煤堆内部的增温过程便可终止, 并据此设计了导热系统。适当采用减小堆放高度、增大煤堆之间的距离、将煤堆堆成方形等措施可以减小煤堆发生自燃的几率。
(3) 水治法。洒水法就是指向煤堆洒水防止煤堆自燃的方法。向煤堆洒水一方面可以避免煤堆温度过高促进煤堆自燃;另一方面, 水可以阻隔煤与空气的接触, 减少煤发生氧化的可能。为了使水分始终保持在临界值以上, 充足的水量是必须的。刘清龙等[23]根据煤堆易发生自燃的部位设计并应用了台阶式播管定量注水法。实践表明, 效果优于直接浇水和挖沟灌水灭火。加强煤炭运销和储存的科学管理, 制定合理的应急措施也是防治煤堆自燃的重要组成部分。如缩短堆放时间, 在车站待运的煤炭, 先进站的先装车运输, 机车或锅炉用煤, 先堆放的先使用。现场应配备高压水, 还要准备沙土或化学灭火剂, 以便在火势漫延之时立即盖灭。
4 结语
【关键词】自燃火灾；防控措施；灭火案例；综合治理
0.引言
我国的煤炭生产中出现自燃火灾的概率较大，所以自燃已经成为我国煤矿生产的重大隐患。不完全统计，我国开采煤层中有50%以上存在自燃的隐患，而我国的煤矿生产中自燃性火灾占矿井火灾的70%以上，自燃火灾影响的煤矿包括铜川、兖州、鹤岗、抚顺、淮南等等，而自燃引发的火灾次数占比也高达90%。可见针对煤矿的自燃性火灾的防治对于矿井生产是十分重要的，而自燃性火灾的防治是一项复杂的系统工程，其不是一种单纯的火灾形式，需要配合开采系统和开拓系统的相互配合，并利用合理通风、采掘、工作面操作等才能对其实现全面的控制，所以对自燃性火灾的控制需要综合性灭火技术。
1.煤矿灭火的技术措施分析
在煤矿生产中，对于火灾的控制技术有很多种，而针对自燃性火灾的控制需要将多种灭火措施结合起来才能达到控制效果。下面就对常见的煤矿火灾控制措施进行简要介绍。
1.1控制漏风措施
该项技术主要是针对助燃氧气的控制，减少或者杜绝松散煤层中氧气的含量，该技术手段就是利用泥浆、泡沫、纳米改性材料等来实现对煤层的封闭。其中泥浆技术的工作量较大，回弹多，抗压性较差，堵漏的效果不够理想；而泡沫材料堵漏的性能相对高且抗动态压力的性能好，但是成本稍高，高温会使其分解，释放有害气体形成次生灾害；纳米改性的弹性材料气密性高，伸展性好，可以利用多种方式对岩层进行处理，操作容易且效果理想，可以根据不同的煤层需要改变固化的时间，从而提高处理效果。
区域性封闭后，可以减少封闭区域内的漏风情况，开区均压则可以降低周边的空气压差，减少采空区的气流进入到自燃区域，从而降低自燃出现的概率，但是如果已经发生过自燃仅仅依靠封堵是不能起到灭火的实际效果的，也不可能实现完全的堵漏。
1.2惰性灭火措施
主要原理就是降低火区内的氧气浓度，利用窒息的方式来达到灭火的目的。主要措施就是注入氮气和二氧化碳等惰性的气体，或者惰性泡沫、三相泡沫等。惰性气体和泡沫可以迅速的填充到整个火灾区域内，从而窒息火焰，同时可降低煤层的温度，但是对于大热容量的媒体降温效果不理想，灭火的周期稍长，容易出现反复，且要求配合高质量的堵漏措施。
惰性泡沫和三相泡沫的可以起到固氮、降温、减少漏风、降低氧量、包裹煤层等效果，但是泡沫的稳定性较差，在碎煤中进行压入起泡性差，降低了实际效果。如果仅仅采用阻化剂则成本太高且效率较低，对已经形成高温浮煤效果较差。
1.3煤体阻化措施
原理就是降低煤炭的氧化活性，抑制煤炭与氧气结合的过程，技术措施是利用氯化钙、氯化镁等吸水性强的盐类或者雾化阻化剂、惰化阻化剂等。
在实施中吸水性盐类附着在煤体的表面，并形成一个含水的薄膜而阻止其余氧气接触，同时使得煤体长期处在一个较为湿润的状态下，低温氧化的过程中不会出现升温自燃的情况，从而可以长期的控制煤体出现的升温与自燃；阻化剂的防火效果是很好的但是如果水分蒸发且减少到一定程度的时候，阻化剂就会出现失效的勤快，从而变为催化剂而促进燃烧。
惰性阻化剂在煤体温度超过极限的时候就会吸收热量，从而产生惰性气体，阻碍火区中煤体出现连锁反应，高温分解后生成的残余物可以在煤体表面形成一个薄膜而阻碍其和氧气发生反应；但是材料不易分散到煤体内部，防护灭火的效果不能充分实现。
1.4降热降温措施
控制煤体的温度是控制火灾的重要措施，降低温度可以彻底熄灭火区的火灾，防止出现复燃的情况。主要是利用灌浆、注水、液氮、液二氧化碳等。熄灭火区的重点就是降温，温度降低可以控制连锁反应。水是成本低且最为广泛的降温介质，其热容量较大，其可以充分吸收煤体热量，同时可以产生水蒸气帮助煤体降温。大量的水蒸气可以降低氧气的浓度，从而包围与隔离火源达到灭火的效果。灌浆的技术在我国的矿井中应用普遍，泥浆可以降低温度吸收热量，对煤体产生包裹作用，达到隔绝氧气的目的。但是水和灌浆往往不能熄灭高位的火灾，同时其分解产物也会产生负作用，因此应控制其使用条件。
1.5胶体控制技术
随着技术分析发展，新型的凝胶材料已经被应用到灭火中，利用复合型的凝胶、泥浆等进行灭火已经成为一种发展趋势。胶体灭火材料可以多种功能，堵漏、降温、固结水分等等，在溶液的作用下进入煤体，在指定的时间内产生化学反应，形成凝胶并包裹高温煤体，充分发挥水的吸热作用，降低温度，解决了灌浆和注水流失的问题。在高温中也不立即气化，仅仅是因为水分蒸发而互相萎缩的情况，可以起到较好的灭火效果。在试验和应用中可以保持长期的完好性。同时该项技术在推广中研发了与其配套的多种灌注方式，配合矿山的生产，并获得了较好的效果。
2.综合灭火技术的实际应用
上述的防火与灭火措施都在某些方面可以发挥较好的作用，其都有局限性与不足，因此在实际生产中应采用多种技术相结合的综合性灭火技术才能保证煤体自燃的有效控制。如在某煤矿中出现煤体自燃，为了防治火灾扩大，紧急对该区域和周围区域进行封闭，并对其进行了进一步的灭火工作，其中采用综合性技术如下：
封堵技术，对与火灾区域相通的巷道、溜煤眼、钻孔等进行细致甲检查并对漏风位置进行封堵，控制气体漏洞与有害气体外溢。同时对发生火灾的区域注入氮气，控制火势的发展，利用两个注入孔注入氮气，降低氧气的浓度，直至氧气浓度将降至最低，并持续注入氮气保持低氧量。随后对消火道进行注胶灭火，从而降低整个火区的温度，彻底灭火完成撤架工作，施工消火道从内向工作面打钻孔70余个，注入灭火胶累计达到两千余立方。
工作面的密钻注胶，工作面完成二次封闭后，对工作面进行了注浆和注水，并利用钻孔与消火道的管路对现场的火灾区域进行了补充性的注胶，及对遗漏或者火灾重点区域进行注胶控制其出现二次火灾。经过综合性的控制措施的实施，基本控制了火灾的二次发生与蔓延。
3.结束语
针对矿井的灭火与控制技术种类较多，多数的措施都是在不断完善中，其各自都有不同的优势与缺陷，在面对煤矿自燃性火灾的时候应采用多种技术措施进行控制，及综合性技术来控制煤矿煤体的升温与自燃，当然应将预防放在主要的位置上，其次才是灭火。在实施中应利用先进的胶体灭火技术为主导，配合其他防火技术来形成一个更加有效的综合性防治技术，以此保证煤矿自燃性火灾的控制效果。
【参考文献】
[1]秦波涛.防治煤炭自燃的三相泡沫理论与技术研究[J].中国矿业大学学报，2008，37.
[2]任万兴，巫斌伟，王德明等.高瓦斯易自燃超大俯采工作面的防灭火技术研究[J].采矿与安全工程学报，2009，26.
[3]赵云峰，姬财柱，李建民等.泡沫治理巷顶煤层自燃隐患技术与实践[J].煤炭科学技术，2008，36.
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