煤堆自燃原因分析與防治措施

劉洪魁

【摘 要】論文對煤堆自燃原因與防治措施進行了研究，首先，分析了自燃傾向性、供氧條件、氧化時間以及儲熱條件是造成煤堆自燃的主要原因。然后，為在最大程度上避免煤堆自然，給出鑒定煤炭自燃傾向、加強煤堆維護、選擇合理貯煤時間、做好壓實工作等有效措施。最后，提出煤堆自燃將會造成嚴重的損失，因此，需要根據煤堆具體情況選擇適當的防治措施，進而防止煤堆自燃。

【關鍵詞】煤堆;煤炭;自燃

【Keywords】coal pile; coal; spontaneous combustion

【中圖分類號】TM621.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）01-0069-02

1 引言

煤炭如果長期堆積，那么將會因為與空氣充分接觸導致氧化，從而致使煤堆產生自燃現象。有時在煤電廠以及火力發(fā)電廠經常會長時間貯存大量煤炭，煤炭貯存時間過長，極易產生煤堆自燃問題。煤堆自燃會引發(fā)爆炸事故與火災事故，一旦發(fā)生事故，不僅會對企業(yè)造成影響，還會對人們正常生活造成影響。由此可見，預防煤堆自燃對企業(yè)發(fā)展與人們的正常生活具有重要作用。所以，本文將針對煤堆自燃原因以及防止措施進行相應闡述。

2 煤堆自燃原因分析

煤主要由無機物與有機物構成，煤的可燃元素大致包含四種，分別是碳、氫、氧、硫。上述四種可燃元素組成可燃化合物，而可燃化合物可以視為煤的可燃質。在煤炭當中除含有可燃化合物外，還存在不可燃物質，如水分、礦物質灰分等，煤炭當中的不可燃物質被視為惰性質。煤堆主要自燃原因是煤炭被空氣中氧氣氧化，煤炭當中的氫元素、碳元素以及硫元素等在常溫下就可發(fā)生反應，生成烷烴物質等[1]。煤在氧化過程中會發(fā)出大量熱量，熱量如果不能被及時散發(fā)，那么煤堆溫度將會逐漸升高，煤的氧化將會越來越快，從而釋放出更多熱量以及可燃質。當可燃質以及熱量達到一定程度后將會發(fā)生自燃現象。

煤堆產生自燃現象的需要具備以下幾點內容：

①擁有一定自燃傾向性。煤炭自燃傾向性屬于煤炭的自燃屬性，能夠有效顯示出煤的變質情況。煤堆發(fā)生自燃時，需要具備導熱性、粒度、水分、灰分等條件。如果煤炭能夠在常溫情況下氧化，主要是由于揮發(fā)分的含量。如果揮發(fā)分含量較高，那么煤炭的自燃傾向在此時處于較強狀態(tài)，極易產生自燃問題。反之，如果揮發(fā)分含量較低，那么煤炭的自燃傾向在此時處于較弱狀態(tài)，不易產生自燃問題。

②供氧條件。 煤堆通常情況下會長時間暴露在空氣當中，所以，煤炭表面會與空氣接觸。而空氣將會通過縫隙流入煤堆內部，致使煤堆內部氧化。煤塊越大，煤堆之間的縫隙就越大，那么就會給煤堆自燃創(chuàng)造氧化條件，煤堆極易產生自燃問題。

③氧化時間。煤堆從最初的氧化開始到最終的自燃會有一段時間，只有達到一定的氧化程度與氧化時間，煤堆才會產生自燃現象。例如，長焰煤，長焰煤從最初氧化到最終自燃需要一到三個月時間，而氣煤從最初氧化到最終自燃需要四到六個月時間。

④儲熱條件。煤炭在氧化期間會釋放出大量熱量，只有當釋放出的熱量達到一定程度時，煤堆溫度才會不斷升高，從而達到煤炭自燃點，進而產生自燃現象。

除上述原因外，煤炭中所含水分、灰分以及壓實程度等都是引發(fā)煤堆自燃的因素。如果煤炭粒度較細，那么氧化程度將會越強，越容易產生自燃現象。煤堆自燃通常情況下會經過三個階段，分別是水分蒸發(fā)、氧化與自燃[2]。如果將煤炭泡入水中，那么煤炭將不會與氧氣接觸，在水分不流失情況下，煤炭質量將不會受到影響。與此同時，煤炭中水分蒸發(fā)時，需要消耗熱量，所以，煤炭中含水量越高、水分越高，那么蒸發(fā)時間越長，在此過程中煤堆溫度將不會發(fā)生較大變化。煤炭中灰分含量越低，那么就越容易產生自燃現象。如果煤炭壓實程度不夠，那么空氣將會通過縫隙流入煤堆當中，使煤堆內部煤炭充分與氧氣接觸，從而產生自燃現象。

3 煤堆自燃防治措施分析

3.1 鑒定煤炭自燃傾向

如果想要有效防止煤堆自燃，需要加強對煤堆自燃傾向的鑒定，從而及時了解煤堆自燃規(guī)律，及時采取有效解決措施。如果煤炭貯存時間較長，那么需要對該煤堆進行相應的自燃傾向鑒定，鑒定煤炭當中含有的揮發(fā)分含量，以及自燃發(fā)火期等各項自燃指標。

3.2 加強煤堆維護

煤堆放過程中，需要防止煤堆頂部出現凹陷過大問題，這樣才能夠在最大程度上避免陽光照射與雨水的匯集。每逢秋季需要做好煤堆溫度情況的監(jiān)督與管理，如果在監(jiān)督管理過程中發(fā)現煤堆溫度過高，那么需要采用對煤堆灌水的方式降低煤堆溫度，從而將溫度控制在有效范圍內。除此之外，需要在煤堆周圍安裝水噴淋設備，如此煤堆在自燃時，或者溫度過高時能夠及時噴水降溫。如果煤堆長期不使用，那么可以鋪設一層黏土在煤堆上。在夏季時，為避免煤堆吸收過多熱量，可以在煤堆上噴灑石灰水。

3.3 采用合理堆置方式

煤堆在貯存過程中，需要在最大程度上選擇溫度較低的貯存地區(qū)，在堆煤時，切不可選在陽光直射的午時，這樣才能盡量減少煤炭所含熱量。如果粉煤與塊煤需要在一起堆放，那么煤堆中將會存有大量空氣，而空氣無法流通，致使煤堆內部氧化，溫度升高從而產生自燃現象。所以，為避免煤堆自燃，需要將粉煤與塊煤分開貯存，避免將兩者混合一起。在煤堆堆放過程中，需要將煤堆高度控制在有效范圍內，煤堆高度不可過高[3]。與此同時，相鄰煤堆之間需要擁有一定安全距離，這樣發(fā)生自燃情況時，才能夠有一定安全的防火間距。煤堆在貯存期間，需要保持良好通風，避免陽光直射。并且需要將煤堆貯存在寬敞地區(qū)，背對陽光。在煤堆周圍不可有高溫熱源，從而在最大程度上防止發(fā)生煤堆自燃問題。

3.4選擇合理貯煤時間

在煤堆貯存過程中，需要選擇科學合理的貯存時間，煤堆貯存時間的選擇不能超過煤炭自燃發(fā)火期。如果在露天貯煤場貯煤時間較長，那么極易產生自燃現象。在貯煤過程中，貯煤時間越長，煤炭與空氣之間會充分接觸，那么煤炭氧化程度越強。不僅容易產生自燃現象，還會降低煤炭經濟價值。所以，為使煤炭經濟價值得到保障，并且在最大程度上避免自燃問題，需要選擇科學合理的貯煤時間。

3.5 做好壓實工作

煤堆中如果縫隙過大，那么空氣將會流入煤堆內部，從而為煤堆氧化創(chuàng)造條件，進而產生自燃現象。所以，為避免煤堆自燃，需要做好煤炭壓實工作。在煤炭壓實過程中，可以利用推土機，要特別做好大塊煤的壓實工作。如果在壓實過程中能夠鋪設一層黏土，那么壓實效果將會更好，煤炭以及煤堆縫隙將會更小[4]，從而在最大程度上避免空氣流入煤堆當中與煤炭接觸。除此之外，還可以噴灑凝體材料，凝體材料最大作用是防止空氣流入煤堆當中，能夠起到良好的阻止作用，避免煤堆產生自燃現象。

4 結語

綜上所述，煤堆自燃不僅會對煤炭的經濟價值造成影響，嚴重情況下還會對環(huán)境造成破壞。所以，為避免煤堆出現自燃問題，需要對造成煤堆自燃問題的因素進行詳細分析，然后結合實際情況采取合理堆置方式、選擇合理貯煤時間等有效解決措施，

【參考文獻】

【1】董子文，吳憲，齊慶杰，等.不同堆放條件下煤堆壓實最低不適用風速研究[J].熱能動力工程，2016，31（10）：63-71+126-127.

【2】齊慶杰，王歡，董子文，等.基于COMSOL軟件分析確定煤堆初始自燃區(qū)域[J].煤炭科學技術，2016，44（10）：18-23.

【3】董子文，吳憲，齊慶杰，等.風障聯合壓實防治煤堆自燃技術工藝參數優(yōu)化[J].中國安全生產科學技術，2016，12（03）：15-20.

【4】馬礪，李貝，鄧軍，，等.地面儲煤堆（矸石山）自燃發(fā)火蓄熱高溫區(qū)域的熱棒深部移熱技術[J].科技導報，2014，32（17）：76-80.