煤的自燃與露天煤場的安全運行

王鵬

摘 要：露天煤場的安全監管，是煤場安全中的重中之重。而對于露天煤垛的存儲安全更是首要任務。露天煤場的管理，不僅僅涉及到煤場的場所管理場工作，甚至還會關系著煤場的人員與財產的安全。從長遠意義上來說，維護煤場安全，更是保護著國家能源的儲備和財產。文章針對煤的自燃條件及現象以及露天煤場的安全監管管理工作，進行分析，對存在的問題提出一些建議。通過對煤垛實施在線溫度監測問題，來探討煤的自燃現象，與露天煤場的安全運行問題。

關鍵詞：煤的自燃；露天煤場；檢驗；運行管理

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）15-0179-02

1 煤的自燃

1.1 煤的自燃研究原理

在我國，煤炭的資源是十分豐富的。而煤炭產量與消費量均位于世界前列。而我國的一次能源生產量，與消費總量的85%為煤。但是我國的煤炭自燃情況又十分的常見。而煤的自燃造請的火災有非常的頻繁，在我國內蒙古、新疆等地區。大面積的煤田與礦區地面的露天煤場都發生過火災。

我國露天煤堆與礦區井下采煤區域的煤的自燃在很多地方都隨處可見。下面以“中煤集團”煤炭露天堆放情況為例：

從中煤集團煤炭儲運環節來看，第一種方式是，因為中煤集團在煤炭銷售的物流環中節，還在港口等周轉的過程中露天存放煤炭。這種情況是因為近年來，由于技術工藝的不到位，并且煤炭氧化、煤炭自身的質量也存在問題，而煤炭的自燃，又再一次的降低了煤的質量。所以在大同的時候，中新能源的選煤廠出現過自燃的問題。讓他平朔的選煤廠也出現過自燃的問題，還有就在在港口流轉的環節當中、當外購部分的蒙古煤也會出現自燃現象。而在這不同程度的煤堆自燃問題出現的時候。遍會不斷的增加現場的煤炭的生產隱患，而同時也會帶來財產安全及人員安全的隱患影響；

而第二種方式則是把煤炭統一集中集中在中煤集團選煤廠當中的原煤區。還有一部分的則集中在品煤存儲環節。而在這種情況下中煤集團對現有的產出的煤炭堆放，是缺乏設計合理性的。如果由于原有的中煤集團的選煤廠設計不合理，所以才沒有根據要求，或者處于對當地環境的考慮，并沒有設計封閉式的原煤產品倉。所以在中煤集團在山西大同的煤場為露天煤場、而中煤集團在朔州等地的選煤廠也是因為同樣的原因而多為露天原煤存儲場[1]。

從上述分析中，我們不難發現，中煤集團煤的回燃的原因主要有兩點：

人為原因，即煤炭的運轉中的問題。由于煤炭在運轉中的儲存時間過長，所以煤炭的運轉周期過慢。同時在時間上，還要進行運轉，裝卸等等復雜的一系列的運作，所以在中煤集團，平朔2號就加快了煤廠煤堆出現自燃的現象。

自然原因，自然原因就是煤炭自身的問題。例如煤炭的自燃性比較輕強，并在在自燃時期內，重醫發火的周期期短。乳癰大同中煤集團中，公司所收購的煤炭自燃期比較短，有得發火期甚至僅為3個月左右。而與此同時外購的煤炭也會喲同樣的問題，例如部分蒙古煤甚至更短。

而若我們再通過不斷的實驗比對遍可知道。煤的自燃機理是因為：氧分子與煤的有極大分子的反應所導致的。而在煤的著火活化能中，氧分子與煤有機大分子它們所發生的化學反應到底如何解決，遍成為了研究者們的最大的研究位壘。若我們能夠采用不同的火化成分進行試驗。那么便可以得知一些能夠綜合反應，煤氧化的自燃特性的參數。研究者們將會運用這一指數建立新的方法，即：判定煤的自燃難易程度的新方法。

1.2 煤自然現象的研究對策

通過上述的研究及調查，我們不僅可以得出煤自燃的原理，同時也可以設計出更好的防止煤堆自燃的現象。首先我們要確立目標，即：以防為主、旭陽防與治相結合。而針對煤的自燃的分析原因，研究者們進行羅列之后，提出提出如下措施：

首先，分類。針對不同煤種，進行細分，并及時做自燃傾向性鑒定，如果一旦確定了不同煤的自燃事件，遍正 確的核定現有煤種的種類，并且按批存放；

其次，需要加快人工與技術成本。在煤炭的周轉中需要加快進程，不僅要合理的安排煤炭堆存場地，更需要做到煤炭先進先出，快進快出，要最大程度的減少煤炭自燃發生；

最后，加強人工的培訓教育。對員工加強安全意識的培訓，要求做到加強煤場的預防管理，以及現場管理，要求盡早發現煤的自燃的現象[1]。

2 露天煤場的安全運行

2.1 煤的性質與儲運方法

據研究可得知，煤的自燃性是煤自身所帶的一種自然屬性。而煤的自燃性不僅在一定程度上反映了煤的不斷的變質程度，（其中包括：導熱陛、孔隙度、水分、含硫量、灰分、粒度）而煤的自燃也受很多的影響因素的影響，哪怕是其作為自身屬性的時候，也具有很多的不定因素。這在一定程度上要求，煤在常溫下的時候，其的氧化能力將主要取決于，煤將如何揮發分的含量。而在這種條件下，煤的揮發分含量越高，則其的自燃傾向性遍會越強。而煤的自燃性越強，遍在一定程度上對煤的自燃時間也會造成相應縮短，所以可以得出的結論是：在一般情況下，普通的煤的變質程度越高，越不易自燃。反之亦然[2]。

2.2 煤的供氧條件及解決方法

在煤的自燃的結論下，我們要去尋求煤的具體分析原因，如果自煤堆長時間的暴露于空氣中?？諝鈩t會與露天煤堆進行充分的接觸。將會產生自燃，而自燃的方式有大致分為兩種。

第一種是由于給煤堆內部的氧化創造了條件：即煤塊之間的間隙，使得空氣滲透到煤堆內部，給。煤的塊度越大，煤塊之間的間隙越大，其供氧條件越好。

2.3 煤的儲熱條件及解決方法

而煤炭在不斷氧化的過程中，將釋放出大量的熱量。在這種情況下，只有當氧化著的煤將熱量不斷的散發掉時，才能在一定程度上使得熱量聚集。在煤炭的熱量聚集的時候，煤堆的溫度將會不斷的上升，從而達到煤的著火點后發生自燃。

對于上述問題可以進行有效的監控，解決的方法有以下幾點：

對煤炭的溫度進行監控。其中包括實時的監測露天煤垛的表面溫度，這就要求研究者在監測得到的最高的表面的時候，要不斷的分析出每次位置及溫度之間的關系，并且把這個測比值，進行時間間隔的設置。如10 min或30 min，通過類似的設置再次對煤炭的表面溫度進行監測；

在對時間進行設定之后，再次對表面溫度進行監管。在監管的過程中，誒過每次所監測得到的，煤炭的表面最高溫度位置都是在不斷的發生變化的。那么在這種改變下，則可以認為煤堆并無熱源出現；

若連續進行3～4次以上的監測，并且得到的像素區域的表面的最高溫度位置，都是在相同的范圍內，即研究者自行設定的范圍：8或者9的檢測領域內。則在一定程度上，可以判斷此時此刻，煤堆有為疑似的熱源點。如果遇到這種情況，則需要研究者首先對最高的溫度位置進行判斷。在判斷了之后，在對其進行有效的熱源部位自動區域劃分。在這同時，如果溫度分析并無異樣的話，則可以認為煤堆的范圍內并出無熱源部位的出現。

2.4 研究結論

在上述的研究當中，我們可以分析露天煤垛與研究內熱源之間確實是存在一些相關聯系的，包括對其表面溫度變化、還有煤炭源溫度場的一些與分布規律與影響。我們可以做出以下的幾點分析，其中包括：通過預埋深度為0.8 m和1.0 m的溫度傳感器進行不同程度的實驗，而根據這兩個深度不同的傳感器，我們可以在一定程度上分析得出不同的數據。而實驗位置的不同，造成的所采集數據的方式的不同，都將影響煤炭溫度的分布。在研究中我們的分析得出，對于同一煤堆，當不同位置的兩個溫度傳感器進行測驗是，它們所反饋的規律確實基本上相同的。

在距離煤堆表面比較接近，也就是0.1 m時，溫度是隨天氣環境的逐漸變化，而會造成不同的影響。這這種情況下，晝夜的波動，也會產生不同的數值。而在距離煤垛表面相對較遠，也就是0.3 m的距離時，煤堆的溫度與距離之間符合一定的增長的函數分布模式。

而此時，在對兩個不同實驗的位置的煤堆的分析時，也可以運用圖像的幫助，再次對穩態和非穩態這兩種情況進行獨特的分析，在這種溫度分析中。研究者們可以分析出，煤堆實際上是存在明顯的等溫區域變化的。而這種變化在穩態情況下，也確實在一定程度上引起了露天煤垛表面的溫度的顯著變化。

2.5 研究中存在的問題

第一，在實驗中我們已經發現天氣環境對露天煤堆所造成不一樣的表現。而在表面溫差的關系下，研究當中為了謹慎起見，甚至還要考慮到，天氣參數的影響。像是包括：風向、風力、大氣溫濕度、云雨、太陽輻照等等的一系列的問題。而在這之中內熱源溫度的計算是否存在誤差，而這種誤差又將如何判定，遍成為了遺留問題。也將是下一步研究工作的重點。此 外，還需通過長期的現場實際測試，經歷各種天氣現象，對本文所提出方法和研制系統 的有效性進行驗證。

第二，上文中研究者們已經確定煤炭的自燃，或者說煤炭的表面熱量與煤炭與空氣的接觸。甚至煤炭與空氣的間隙都有著比較大的影響。而對于這種指數函數關系，來對溫度與深度的的計算是否恰當，也成為了研究中的盲點。在穩態情況下，這種溫度場的溫度分層模型確實是比較科學，用來計算內熱源溫度。但是若是不穩定的情況下，就需要研究者不斷的測評各種系數。其中包括密度、空隙率、比熱等等的煤炭質量本身的參數。

第三，對距離變化的制約，因為在一定程度上內熱源溫度是會隨著外界不斷變化著的，這就對非穩態溫度場提出了要求。在檢測內熱源時，我們要選擇更為科學的方式。

第四，在煤質、存儲時間、煤垛尺寸、外界天氣類似這些的因素下，是否都應該細細分析，仔細的比對。及時目前公認的溫度監測法是比較科學的。但是這種檢測方法僅僅限制于對煤炭自身的溫度預測。

綜合上述的多種方法，我們可以判斷出，僅僅是靠文本的研究方法是不科學的。因為煤炭的自燃與露天煤堆所涉及到的影響是特別廣泛的。需要研究者們結合其他多種的分析方法不斷的進行測評。通過聯合的分析比對，才能得出最后的結論。

3 結 語

在對煤炭的研究時我早已發現，煤場的安全的監管，特別是露天煤堆的安全監管是特別具有重要意義的。而存儲的安全監管也是煤炭堆場管理的重要工作。在對露天煤炭的研究中，本文僅僅是淺淺的敘述了一些特征。而對一些露天煤場的安全監管中，所需要完善的問題卻沒有過多的研究。這就這就要求人們不斷的進行思考，進行下一步的研究工作。

參考文獻：

[1] 羅海珠，梁運濤.煤自然發火預測預報技術的現狀與展望[J].中國安全 科學學報，2003，（3）.

[2] 趙耀江，鄔劍明.測氡探火機理的研究[J].煤炭學報，2003，（3）.