煤堆自燃原因分析與防治措施

劉洪魁

（冀中能源張家口礦業集團有限公司，河北 張家口 075300）

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。煤堆自燃會引發爆炸事故與火災事故，一旦發生事故，不僅會對企業造成影響，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發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生反應，生成烷烴物質等[1]。煤在氧化過程中會發出大量熱量，熱量如果不能被及時散發，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，主要是由于揮發分的含量。如果揮發分含量較高，那么煤炭的自燃傾向在此時處于較強狀態，極易產生自燃問題。反之，如果揮發分含量較低，那么煤炭的自燃傾向在此時處于較弱狀態，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、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，那么蒸發時間越長，在此過程中煤堆溫度將不會發生較大變化。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分含量，以及自燃發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督與管理，如果在監督管理過程中發現煤堆溫度過高，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，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，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，