井下遺煤自燃的影響因素分析與研究

張立紅

（1.中國礦業大學，江蘇 徐州 221116；2.山西新景礦煤業有限責任公司，山西 陽泉 045000）

井下遺煤自燃的影響因素分析與研究

張立紅1,2

（1.中國礦業大學，江蘇 徐州 221116；2.山西新景礦煤業有限責任公司，山西 陽泉 045000）

針對井下遺煤自燃問題，結合大量相關研究，總結了影響井下遺煤自燃的六個因素：煤的氧化能力、所在空氣中的氧濃度、風速、破碎及堆積狀態、蓄熱條件、孕育時間。概括了井下遺煤自燃的發生機理，分析了各因素間的相互關系，為井下現場綜合防治遺煤自燃奠定基礎。

井下；遺煤；自燃

1 遺煤自燃規律的研究現狀

礦井火災是煤礦主要災害之一，常常威脅著井下的安全生產。據統計全國統配和重點煤礦中，有自燃發火危險的礦井約占47%[1]。國內外學者對井下遺煤自燃規律進行研究，將影響遺煤自燃的因素進行科學分析。閆玉崗等人將風速及氧濃度對遺煤自燃的影響進行分析，提出采用上限風速與下限氧濃度相結合的方法，判定遺煤自燃的區域更加可靠[2]。研究表明，自燃發火期與煤質氧化能力有關，煤的氧化能力決定了自燃發火期的長短，并有顯著的反比例關系[3]。遺煤自燃實質上是傳熱、傳質相互作用的結果，是漏風供氧和氧化耗氧之間的平衡[4]。研究表明，遺煤自燃與風速有關，即不自燃帶：V>0.004m/s；可能自燃帶：V=0.0016m/s～0.004m/s；窒息帶：V<0.0016m/s[5]。煤氧復合理論表明，遺煤自燃是煤氧化放熱與環境散熱這對矛盾動態發展的過程，當氧化放熱速率大于散熱速率時煤溫升高，煤溫升高又引起氧化放熱速率增大，熱量不斷積聚，最終導致自燃[6]。但是，目前的研究現狀尚未將遺煤自燃規律系統地闡釋出來，致使現場防治遺煤自燃經常顧此失彼。當前，緊迫的任務是把各種影響因素及其相互關系進行系統分析，為現場防治遺煤自燃奠定基礎。

2 遺煤自燃的影響因素

圖1遺煤發生自燃的條件圖

本文將遺煤自燃的影響因素歸納為下列方面，見圖1。（1）煤的氧化能力。主要受煤的分子結構、煤化程度、煤巖成分、煤中的瓦斯含量、水分、煤中硫、其他礦物質的影響[7]。煤……