煤堆的自燃和预防措施
一、煤堆的自燃机理：
1、概述：关于煤炭的自燃由于煤炭长期堆放，并且吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会促使煤的自燃。

此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关，煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。

2、煤堆自燃的不同阶段：
（1）水吸附阶段。

与其他阶段不同，这个阶段只是个物理过程，煤与氧不会发生反应，煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因，但它使煤自热，特别是低品级的煤自热有重要影响。

当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿热。

所以，多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。

（2）化学吸附阶段。

煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。

该阶段的反应温度为环境温度至70℃。

此过程中煤吸附氧气会产生过氧化物，因而叫做化学吸附阶段。

化学吸附阶段煤重略有增加，并产生气体，其中的CO可作为标准气体，通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报，化学吸附阶段需要少量水参加反应。

若煤温达到70℃时会分解，煤重随之在幅度下降，甚至比原始煤重还要轻。

煤中水汾的蒸发可带走一些热量，若煤氧化进行到这个阶段，想使其不自燃是非常困难的。

（3）煤氧复合物生成阶段。

该阶段生成一种稳定的化合物，即煤氧复合物。

其反应温度范围为150～230℃。

这个阶段煤重又有所增加，煤氧化进行到这个阶段必然发生自燃。

（4）燃烧初始阶段。

这是煤氧复合物生成阶段到煤快速燃烧阶段的过渡时期，煤温达230℃时，煤氧化可进行到个阶段。

这些热量使煤迅速上升促进了煤的快速燃烧。

（5）快速燃烧阶段。

这是煤自热的最后阶段，它描述了煤的实际燃烧过程。

依氧气供应充足与否，这个阶段可能发生干馏、不完全燃烧或安全燃烧。

如果燃烧充分，其反应热等于煤的发热值。

二、煤堆自燃的影响因素：
1、化学成份的影响：煤中含有硫份，硫在一定温度下化学性质发生变化，生成氧化硫，氧化硫遇水生成稀硫酸，其反应过程为放热过程，提高了煤堆中的温度。

2、氧气的影响：在各种光、热、雨水等自然力的作用下，煤炭表面与大气中的氧气接触后发生氧化分解与碎裂，并放出热量，同时形成新的表面，新表面
又再次氧化，如此反复循环，导致煤堆温度不断上升，逐渐达到自燃的温度。

3、水份影响：煤堆中一定量的水份促使煤中的各种反应的进行，如硫份的酸化，产生的热量又加快了氧化反应过程，加剧了煤的自燃。

4、气温气压的影响：经验表明，煤堆的自燃经常发生在秋后大气温度下降时，此季节大气密度比煤堆的空气密度大，因此，渗入煤堆的空气量增大，导致自燃加剧。

一般来说，大气温度降低，密度变大，渗入煤堆内的新鲜空气量增加，煤堆的自燃加快，反之亦然。

三、防止煤堆自燃的措施：防止煤堆自燃现象的主要途径是隔绝空气、水份与煤碳的接触，防止温度或水份过度积聚，并采取测温、喷水等预防措施。

1、堆煤的方位：由于我国地理位于北半球，阳光照在顶空时偏南，因此，煤堆的方向以南北方向取长为好，以减少阳光的直接照射。

地理条件好的电厂，煤场应布置在小山丘的北侧。

2、堆煤的场地：煤堆的场地以水泥地面最为理想，地面不宜铺垫空隙度较大的炉渣等物，以防空气由此进入煤堆而增加自燃的危险。

场地四周应设有排水沟与煤泥沉淀池，以便排除积水及回收煤泥。

煤堆的地势最好比四周稍高一些，以保证排水的通畅，减少水量积聚。

3、堆煤的方式：尽量在较低的温度下贮存煤炭，避开中午烈日下进行堆煤，以减少热量的携带。

块煤、粉煤混在一起的煤堆，由于煤堆里面即有相当多的空气可以把煤氧化，空气又不能畅通，所以氧化时产生的热量就容易积聚在煤堆里而使温度迅速升高，因此，块煤和粉煤以分开贮存为宜。

粉煤单独贮存时可以用推土机一层一层地压紧，尽量减少煤堆里的空气，从而减少煤氧化的可能性，这样也就不易引起自燃。

4、堆煤的形状：煤堆形状以屋脊式为佳，以减少阳光照射及雨水渗入。

堆煤角度控制在40～45度，顶部平齐。

煤堆的高度一般不超过6米，煤堆过高，一旦发生自燃，很难进行倒堆或喷水处理。

5、堆放的时间：煤堆的存放时间应根据煤种而定，一般无烟煤和贫煤的存放时间可稍长一些，但以不超过4个月为宜。

长焰煤、不粘煤、弱粘煤和褐煤的堆存时间以不超过一个月为宜。

6、煤堆的维护：煤堆部分采煤后，应避免煤堆顶部出现凹陷的面积过大，以减少雨水的聚积及阳光的照射。

长期未用的煤堆，有条件的话，煤堆上可铺放一层粘土，在夏季也可在煤堆上喷洒一层石灰水以减少煤堆的吸热。

7、煤堆场管理：加强煤场现场管理，尽早发现煤自燃兆头，并采取措施处理，每天检查煤堆自然情况，发现有煤局部温度升高、冒热气、冒烟等现象。

即可判断该处煤氧化层已经发生自燃，发生自燃CO浓度会升高，闻到会有恶心乏力，头晕的感觉。

8、其它：煤堆旁应布置足够的水喷淋装置，以便煤堆自燃或表面温度异常上升时降温，水喷淋系统用水可采用电厂处理后的工业废水，以节约水资源。

应该强调，采用水喷淋降温是防止煤堆自燃的下策，如果喷水量不足，可能起到适得其反的作用。

另外，有条件的话，应在煤场煤堆中布置测温元件，测温元件一般布置在煤堆的离地面1/3处，当测点温度达65度时，要采取冷却措施，从而控制煤堆的自燃问题。

四、煤堆发生自燃的抢救措施：
1、若是煤堆局部或表层(深度不超过1米)煤层发生自燃时，用水喷淋降温扑灭。

2、煤堆边坡或煤堆较深部位煤层有温升较高时，用淋水处理后又复燃时，用镀锌管直接插入煤层深部，连接水源灌注，以达到降温的目的。

3、如果发现发生自燃且有一定区域时，用履带式铲斗车将自燃部份煤堆挖开移至旁边空旷处隔离、弄散、压实。

发生自燃区域之煤碳，经隔离、弄散、压实等作业后，温度低于80℃且无火星存在时需尽快安排刮用，刮用时适当加水。

4、若煤堆由于堆存时间太长，较大面积产生自燃时，要果断采用隔离处理，即用推土机把患区断开一道4-5米宽的“壕沟”，防止自燃蔓延。

同时对自燃煤堆做翻堆处理。

发电部
2011年4月29日。