煤堆自燃原因分析与防治措施

刘洪魁

（冀中能源张家口矿业集团有限公司，河北 张家口 075300）

1 引言

煤炭如果长期堆积，那么将会因为与空气充分接触导致氧化，从而致使煤堆产生自燃现象。有时在煤电厂以及火力发电厂经常会长时间贮存大量煤炭，煤炭贮存时间过长，极易产生煤堆自燃问题。煤堆自燃会引发爆炸事故与火灾事故，一旦发生事故，不仅会对企业造成影响，还会对人们正常生活造成影响。由此可见，预防煤堆自燃对企业发展与人们的正常生活具有重要作用。所以，本文将针对煤堆自燃原因以及防止措施进行相应阐述。

2 煤堆自燃原因分析

煤主要由无机物与有机物构成，煤的可燃元素大致包含四种，分别是碳、氢、氧、硫。上述四种可燃元素组成可燃化合物，而可燃化合物可以视为煤的可燃质。在煤炭当中除含有可燃化合物外，还存在不可燃物质，如水分、矿物质灰分等，煤炭当中的不可燃物质被视为惰性质。煤堆主要自燃原因是煤炭被空气中氧气氧化，煤炭当中的氢元素、碳元素以及硫元素等在常温下就可发生反应，生成烷烃物质等[1]。煤在氧化过程中会发出大量热量，热量如果不能被及时散发，那么煤堆温度将会逐渐升高，煤的氧化将会越来越快，从而释放出更多热量以及可燃质。当可燃质以及热量达到一定程度后将会发生自燃现象。

煤堆产生自燃现象的需要具备以下几点内容：

①拥有一定自燃倾向性。煤炭自燃倾向性属于煤炭的自燃属性，能够有效显示出煤的变质情况。煤堆发生自燃时，需要具备导热性、粒度、水分、灰分等条件。如果煤炭能够在常温情况下氧化，主要是由于挥发分的含量。如果挥发分含量较高，那么煤炭的自燃倾向在此时处于较强状态，极易产生自燃问题。反之，如果挥发分含量较低，那么煤炭的自燃倾向在此时处于较弱状态，不易产生自燃问题。

②供氧条件。煤堆通常情况下会长时间暴露在空气当中，所以，煤炭表面会与空气接触。而空气将会通过缝隙流入煤堆内部，致使煤堆内部氧化。煤块越大，煤堆之间的缝隙就越大，那么就会给煤堆自燃创造氧化条件，煤堆极易产生自燃问题。

③氧化时间。煤堆从最初的氧化开始到最终的自燃会有一段时间，只有达到一定的氧化程度与氧化时间，煤堆才会产生自燃现象。例如，长焰煤，长焰煤从最初氧化到最终自燃需要一到三个月时间，而气煤从最初氧化到最终自燃需要四到六个月时间。

④储热条件。煤炭在氧化期间会释放出大量热量，只有当释放出的热量达到一定程度时，煤堆温度才会不断升高，从而达到煤炭自燃点，进而产生自燃现象。

除上述原因外，煤炭中所含水分、灰分以及压实程度等都是引发煤堆自燃的因素。如果煤炭粒度较细，那么氧化程度将会越强，越容易产生自燃现象。煤堆自燃通常情况下会经过三个阶段，分别是水分蒸发、氧化与自燃[2]。如果将煤炭泡入水中，那么煤炭将不会与氧气接触，在水分不流失情况下，煤炭质量将不会受到影响。与此同时，煤炭中水分蒸发时，需要消耗热量，所以，煤炭中含水量越高、水分越高，那么蒸发时间越长，在此过程中煤堆温度将不会发生较大变化。煤炭中灰分含量越低，那么就越容易产生自燃现象。如果煤炭压实程度不够，那么空气将会通过缝隙流入煤堆当中，使煤堆内部煤炭充分与氧气接触，从而产生自燃现象。

3 煤堆自燃防治措施分析

3.1 鉴定煤炭自燃倾向

如果想要有效防止煤堆自燃，需要加强对煤堆自燃倾向的鉴定，从而及时了解煤堆自燃规律，及时采取有效解决措施。如果煤炭贮存时间较长，那么需要对该煤堆进行相应的自燃倾向鉴定，鉴定煤炭当中含有的挥发分含量，以及自燃发火期等各项自燃指标。

3.2 加强煤堆维护

煤堆放过程中，需要防止煤堆顶部出现凹陷过大问题，这样才能够在最大程度上避免阳光照射与雨水的汇集。每逢秋季需要做好煤堆温度情况的监督与管理，如果在监督管理过程中发现煤堆温度过高，那么需要采用对煤堆灌水的方式降低煤堆温度，从而将温度控制在有效范围内。除此之外，需要在煤堆周围安装水喷淋设备，如此煤堆在自燃时，或者温度过高时能够及时喷水降温。如果煤堆长期不使用，那么可以铺设一层黏土在煤堆上。在夏季时，为避免煤堆吸收过多热量，可以在煤堆上喷洒石灰水。

3.3 采用合理堆置方式

煤堆在贮存过程中，需要在最大程度上选择温度较低的贮存地区，在堆煤时，切不可选在阳光直射的午时，这样才能尽量减少煤炭所含热量。如果粉煤与块煤需要在一起堆放，那么煤堆中将会存有大量空气，而空气无法流通，致使煤堆内部氧化，温度升高从而产生自燃现象。所以，为避免煤堆自燃，需要将粉煤与块煤分开贮存，避免将两者混合一起。在煤堆堆放过程中，需要将煤堆高度控制在有效范围内，煤堆高度不可过高[3]。与此同时，相邻煤堆之间需要拥有一定安全距离，这样发生自燃情况时，才能够有一定安全的防火间距。煤堆在贮存期间，需要保持良好通风，避免阳光直射。并且需要将煤堆贮存在宽敞地区，背对阳光。在煤堆周围不可有高温热源，从而在最大程度上防止发生煤堆自燃问题。

3.4 选择合理贮煤时间

在煤堆贮存过程中，需要选择科学合理的贮存时间，煤堆贮存时间的选择不能超过煤炭自燃发火期。如果在露天贮煤场贮煤时间较长，那么极易产生自燃现象。在贮煤过程中，贮煤时间越长，煤炭与空气之间会充分接触，那么煤炭氧化程度越强。不仅容易产生自燃现象，还会降低煤炭经济价值。所以，为使煤炭经济价值得到保障，并且在最大程度上避免自燃问题，需要选择科学合理的贮煤时间。

3.5 做好压实工作

煤堆中如果缝隙过大，那么空气将会流入煤堆内部，从而为煤堆氧化创造条件，进而产生自燃现象。所以，为避免煤堆自燃，需要做好煤炭压实工作。在煤炭压实过程中，可以利用推土机，要特别做好大块煤的压实工作。如果在压实过程中能够铺设一层黏土，那么压实效果将会更好，煤炭以及煤堆缝隙将会更小[4]，从而在最大程度上避免空气流入煤堆当中与煤炭接触。除此之外，还可以喷洒凝体材料，凝体材料最大作用是防止空气流入煤堆当中，能够起到良好的阻止作用，避免煤堆产生自燃现象。

4 结语

综上所述，煤堆自燃不仅会对煤炭的经济价值造成影响，严重情况下还会对环境造成破坏。所以，为避免煤堆出现自燃问题，需要对造成煤堆自燃问题的因素进行详细分析，然后结合实际情况采取合理堆置方式、选择合理贮煤时间等有效解决措施，