煤的自燃与露天煤场的安全运行

王鹏

摘 要：露天煤场的安全监管，是煤场安全中的重中之重。而对于露天煤垛的存储安全更是首要任务。露天煤场的管理，不仅仅涉及到煤场的场所管理场工作，甚至还会关系着煤场的人员与财产的安全。从长远意义上来说，维护煤场安全，更是保护着国家能源的储备和财产。文章针对煤的自燃条件及现象以及露天煤场的安全监管管理工作，进行分析，对存在的问题提出一些建议。通过对煤垛实施在线温度监测问题，来探讨煤的自燃现象，与露天煤场的安全运行问题。

关键词：煤的自燃；露天煤场；检验；运行管理

中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）15-0179-02

1 煤的自燃

1.1 煤的自燃研究原理

在我国，煤炭的资源是十分丰富的。而煤炭产量与消费量均位于世界前列。而我国的一次能源生产量，与消费总量的85%为煤。但是我国的煤炭自燃情况又十分的常见。而煤的自燃造请的火灾有非常的频繁，在我国内蒙古、新疆等地区。大面积的煤田与矿区地面的露天煤场都发生过火灾。

我国露天煤堆与矿区井下采煤区域的煤的自燃在很多地方都随处可见。下面以“中煤集团”煤炭露天堆放情况为例：

从中煤集团煤炭储运环节来看，第一种方式是，因为中煤集团在煤炭销售的物流环中节，还在港口等周转的过程中露天存放煤炭。这种情况是因为近年来，由于技术工艺的不到位，并且煤炭氧化、煤炭自身的质量也存在问题，而煤炭的自燃，又再一次的降低了煤的质量。所以在大同的时候，中新能源的选煤厂出现过自燃的问题。让他平朔的选煤厂也出现过自燃的问题，还有就在在港口流转的环节当中、当外购部分的蒙古煤也会出现自燃现象。而在这不同程度的煤堆自燃问题出现的时候。遍会不断的增加现场的煤炭的生产隐患，而同时也会带来财产安全及人员安全的隐患影响；

而第二种方式则是把煤炭统一集中集中在中煤集团选煤厂当中的原煤区。还有一部分的则集中在品煤存储环节。而在这种情况下中煤集团对现有的产出的煤炭堆放，是缺乏设计合理性的。如果由于原有的中煤集团的选煤厂设计不合理，所以才没有根据要求，或者处于对当地环境的考虑，并没有设计封闭式的原煤产品仓。所以在中煤集团在山西大同的煤场为露天煤场、而中煤集团在朔州等地的选煤厂也是因为同样的原因而多为露天原煤存储场[1]。

从上述分析中，我们不难发现，中煤集团煤的回燃的原因主要有两点：

人为原因，即煤炭的运转中的问题。由于煤炭在运转中的储存时间过长，所以煤炭的运转周期过慢。同时在时间上，还要进行运转，装卸等等复杂的一系列的运作，所以在中煤集团，平朔2号就加快了煤厂煤堆出现自燃的现象。

自然原因，自然原因就是煤炭自身的问题。例如煤炭的自燃性比较轻强，并在在自燃时期内，重医发火的周期期短。乳痈大同中煤集团中，公司所收购的煤炭自燃期比较短，有得发火期甚至仅为3个月左右。而与此同时外购的煤炭也会哟同样的问题，例如部分蒙古煤甚至更短。

而若我们再通过不断的实验比对遍可知道。煤的自燃机理是因为：氧分子与煤的有极大分子的反应所导致的。而在煤的着火活化能中，氧分子与煤有机大分子它们所发生的化学反应到底如何解决，遍成为了研究者们的最大的研究位垒。若我们能够采用不同的火化成分进行试验。那么便可以得知一些能够综合反应，煤氧化的自燃特性的参数。研究者们将会运用这一指数建立新的方法，即：判定煤的自燃难易程度的新方法。

1.2 煤自然现象的研究对策

通过上述的研究及调查，我们不仅可以得出煤自燃的原理，同时也可以设计出更好的防止煤堆自燃的现象。首先我们要确立目标，即：以防为主、旭阳防与治相结合。而针对煤的自燃的分析原因，研究者们进行罗列之后，提出提出如下措施：

首先，分类。针对不同煤种，进行细分，并及时做自燃倾向性鉴定，如果一旦确定了不同煤的自燃事件，遍正 确的核定现有煤种的种类，并且按批存放；

其次，需要加快人工与技术成本。在煤炭的周转中需要加快进程，不仅要合理的安排煤炭堆存场地，更需要做到煤炭先进先出，快进快出，要最大程度的减少煤炭自燃发生；

最后，加强人工的培训教育。对员工加强安全意识的培训，要求做到加强煤场的预防管理，以及现场管理，要求尽早发现煤的自燃的现象[1]。

2 露天煤场的安全运行

2.1 煤的性质与储运方法

据研究可得知，煤的自燃性是煤自身所带的一种自然属性。而煤的自燃性不仅在一定程度上反映了煤的不断的变质程度，（其中包括：导热陛、孔隙度、水分、含硫量、灰分、粒度）而煤的自燃也受很多的影响因素的影响，哪怕是其作为自身属性的时候，也具有很多的不定因素。这在一定程度上要求，煤在常温下的时候，其的氧化能力将主要取决于，煤将如何挥发分的含量。而在这种条件下，煤的挥发分含量越高，则其的自燃倾向性遍会越强。而煤的自燃性越强，遍在一定程度上对煤的自燃时间也会造成相应缩短，所以可以得出的结论是：在一般情况下，普通的煤的变质程度越高，越不易自燃。反之亦然[2]。

2.2 煤的供氧条件及解决方法

在煤的自燃的结论下，我们要去寻求煤的具体分析原因，如果自煤堆长时间的暴露于空气中。空气则会与露天煤堆进行充分的接触。将会产生自燃，而自燃的方式有大致分为两种。

第一种是由于给煤堆内部的氧化创造了条件：即煤块之间的间隙，使得空气渗透到煤堆内部，给。煤的块度越大，煤块之间的间隙越大，其供氧条件越好。

2.3 煤的储热条件及解决方法

而煤炭在不断氧化的过程中，将释放出大量的热量。在这种情况下，只有当氧化着的煤将热量不断的散发掉时，才能在一定程度上使得热量聚集。在煤炭的热量聚集的时候，煤堆的温度将会不断的上升，从而达到煤的着火点后发生自燃。

对于上述问题可以进行有效的监控，解决的方法有以下几点：

对煤炭的温度进行监控。其中包括实时的监测露天煤垛的表面温度，这就要求研究者在监测得到的最高的表面的时候，要不断的分析出每次位置及温度之间的关系，并且把这个测比值，进行时间间隔的设置。如10 min或30 min，通过类似的设置再次对煤炭的表面温度进行监测；

在对时间进行设定之后，再次对表面温度进行监管。在监管的过程中，诶过每次所监测得到的，煤炭的表面最高温度位置都是在不断的发生变化的。那么在这种改变下，则可以认为煤堆并无热源出现；

若连续进行3～4次以上的监测，并且得到的像素区域的表面的最高温度位置，都是在相同的范围内，即研究者自行设定的范围：8或者9的检测领域内。则在一定程度上，可以判断此时此刻，煤堆有为疑似的热源点。如果遇到这种情况，则需要研究者首先对最高的温度位置进行判断。在判断了之后，在对其进行有效的热源部位自动区域划分。在这同时，如果温度分析并无异样的话，则可以认为煤堆的范围内并出无热源部位的出现。

2.4 研究结论

在上述的研究当中，我们可以分析露天煤垛与研究内热源之间确实是存在一些相关联系的，包括对其表面温度变化、还有煤炭源温度场的一些与分布规律与影响。我们可以做出以下的几点分析，其中包括：通过预埋深度为0.8 m和1.0 m的温度传感器进行不同程度的实验，而根据这两个深度不同的传感器，我们可以在一定程度上分析得出不同的数据。而实验位置的不同，造成的所采集数据的方式的不同，都将影响煤炭温度的分布。在研究中我们的分析得出，对于同一煤堆，当不同位置的两个温度传感器进行测验是，它们所反馈的规律确实基本上相同的。

在距离煤堆表面比较接近，也就是0.1 m时，温度是随天气环境的逐渐变化，而会造成不同的影响。这这种情况下，昼夜的波动，也会产生不同的数值。而在距离煤垛表面相对较远，也就是0.3 m的距离时，煤堆的温度与距离之间符合一定的增长的函数分布模式。

而此时，在对两个不同实验的位置的煤堆的分析时，也可以运用图像的帮助，再次对稳态和非稳态这两种情况进行独特的分析，在这种温度分析中。研究者们可以分析出，煤堆实际上是存在明显的等温区域变化的。而这种变化在稳态情况下，也确实在一定程度上引起了露天煤垛表面的温度的显著变化。

2.5 研究中存在的问题

第一，在实验中我们已经发现天气环境对露天煤堆所造成不一样的表现。而在表面温差的关系下，研究当中为了谨慎起见，甚至还要考虑到，天气参数的影响。像是包括：风向、风力、大气温湿度、云雨、太阳辐照等等的一系列的问题。而在这之中内热源温度的计算是否存在误差，而这种误差又将如何判定，遍成为了遗留问题。也将是下一步研究工作的重点。此 外，还需通过长期的现场实际测试，经历各种天气现象，对本文所提出方法和研制系统 的有效性进行验证。

第二，上文中研究者们已经确定煤炭的自燃，或者说煤炭的表面热量与煤炭与空气的接触。甚至煤炭与空气的间隙都有着比较大的影响。而对于这种指数函数关系，来对温度与深度的的计算是否恰当，也成为了研究中的盲点。在稳态情况下，这种温度场的温度分层模型确实是比较科学，用来计算内热源温度。但是若是不稳定的情况下，就需要研究者不断的测评各种系数。其中包括密度、空隙率、比热等等的煤炭质量本身的参数。

第三，对距离变化的制约，因为在一定程度上内热源温度是会随着外界不断变化着的，这就对非稳态温度场提出了要求。在检测内热源时，我们要选择更为科学的方式。

第四，在煤质、存储时间、煤垛尺寸、外界天气类似这些的因素下，是否都应该细细分析，仔细的比对。及时目前公认的温度监测法是比较科学的。但是这种检测方法仅仅限制于对煤炭自身的温度预测。

综合上述的多种方法，我们可以判断出，仅仅是靠文本的研究方法是不科学的。因为煤炭的自燃与露天煤堆所涉及到的影响是特别广泛的。需要研究者们结合其他多种的分析方法不断的进行测评。通过联合的分析比对，才能得出最后的结论。

3 结 语

在对煤炭的研究时我早已发现，煤场的安全的监管，特别是露天煤堆的安全监管是特别具有重要意义的。而存储的安全监管也是煤炭堆场管理的重要工作。在对露天煤炭的研究中，本文仅仅是浅浅的叙述了一些特征。而对一些露天煤场的安全监管中，所需要完善的问题却没有过多的研究。这就这就要求人们不断的进行思考，进行下一步的研究工作。

参考文献：

[1] 罗海珠，梁运涛.煤自然发火预测预报技术的现状与展望[J].中国安全 科学学报，2003，（3）.

[2] 赵耀江，邬剑明.测氡探火机理的研究[J].煤炭学报，2003，（3）.