煤层自燃系煤层在自然条件下燃烧的一种地质现象，广泛存在于我国西北地区。它不仅快速侵蚀着优质的煤炭资源，而且严重破坏生态环境。由于自燃，煤层顶板岩石形成烧变岩，其裂隙发育、稳定性降低，对煤矿生产构成严重危害。
鉴于我国西北地区是世界上煤层自燃最严重的地区之一，其燃烧范围之广，火势之猛，时代跨度之大，甚为罕见。煤层自燃产生的热量是煤化作用不可忽视的因素，煤的燃烧变质作用是我国煤变质作用的一种重要类型，已引起人们广泛的关注。
煤层自燃概况及地质特征
１．煤层自燃概况
我国北方地区煤炭资源量占全国总储量的８０％以上，含煤岩系分布面积广阔，煤层自燃现象普遍，历史悠久。陕北神府煤田煤层自燃始于早白垩世晚期，这是我国最早的煤层自燃记录。大同煤田、甘肃窑街矿区、新疆准南煤田煤层自燃均发生在第四纪更新世之前。
目前，西北地区煤层自燃现象十分严重。据煤炭部地质总局与荷兰国际航空航天测绘与地球科学学院的调查结果，煤火强度总体呈西强东弱的态势，其分布中心相对集中在新缰、宁夏、陕西、内蒙等地。煤的燃烧变质现象十分普遍。
２．煤层自燃的地质特征
煤层自燃可引起上覆地层塌陷，在地面形成裂隙，这些裂隙、孔隙为深部煤层的进一步自燃提供了氧气通道，从而使煤层自燃逐步向深部推进。同时，煤层顶板岩石在热力作用下，经烘烤、瓷化、熔融、冷凝，形成烧变岩。但煤层自燃并非一直进行下去，当外部环境发生变化，如山洪爆发、气候突变等，或当煤层燃烧至潜水面时，煤火也会熄灭。据对我国北方现代煤火的调查研究，煤层自燃后，向两侧的燃烧速度每年可达几十至百余米，向深部的燃烧速度每年在一至数十米之间，古火区燃烧最深达４００ｍ，正在燃烧的火区最深达３３０ｍ。
现代煤层燃烧区地表常出现明火。在埋藏较浅、燃烧剧烈的地区，远处可见烟雾，近处可见火苗，某些地点火苗喷出地表高达３－４ｍ，在地表孔隙附近，可听到燃烧的声音。燃烧区现场及周围数百米之内可觉察到硫磺气味，在裂隙、空洞周围，常见硫磺与芒硝富集与结晶，或由煤焦油染色形成的空洞晕圈。在露头处，可见不同变质程度的烧变岩呈带状分布。
地质历史中煤层自燃形成的古火区，往往遗留经烧变的煤层及顶板岩石的残迹。据王庆全对大同侏罗系煤层古火区的研究，在露头，煤层烧烬成灰，向深部依次
煤的燃烧变质作用
与煤层自燃特征
内蒙古煤田地质局１５１
勘探队 徐妙枝
摄影 乌恩
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ＷＥＳＴＥＲＮ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ总第二十期ＴＨＥ ＴＨＥＯＲＹ ＤＥＬＩＢＥＲＡＴＥＤ
理论研讨
为：煤层全被烧烬，剩下部分残煤，直到正常煤层。从火区止烧边界向露头方向，煤层呈楔形变薄直至尖灭。陕北神府煤田自燃煤层的调查发现，煤层自燃变薄的形态是突变的，从自燃残留煤层见煤点到正常煤层的宽度一般仅为２０ｍ左右，且煤层愈薄，该宽度愈小。
燃烧后的残煤，物理及化学性质均发生明显变化，颜色变浅、强度变弱。煤层自燃遗留下的残煤，自下而上，可分三个带：上部风化煤泥带、中部氧化变质带、下部正常煤带。上部风化煤无光泽，极松软呈煤泥状，具可塑性，可见红褐、朱红色条带；中部氧化变质带，由灰黑色与暗红色煤交替组成，具暗淡的玻璃光泽，性脆，内生裂隙非常发育；下部正常煤呈黑色，具强玻璃光泽，由亮煤和暗煤组成，夹镜煤条带，硬度大，呈块状。自上而下，煤的水分、灰分降低，挥发分、硫含量及发热量高。
煤层自燃消失后，其顶板岩石塌落，岩性发生很大变化，原中细砂岩经烘烤变为紫红、淡褐、橙黄等色彩的近似石英岩，泥质岩已变成类似板岩，岩石表面有熔化现象和明显的烧痕。王庆全认为，顶板烧成紫红色，底板则成灰黑色，顶板破碎，底板完整，是鉴定火烧煤层的重要标志。在井下火区边界附近，可见煤层因氧化而失去光泽，呈煤泥状；冒落的顶板岩层裂隙中，有水锈、淋水和漏风现象，接触面呈不规则锯齿状，界线明显。煤层上覆岩层形成烧变岩，据陈练武对神府煤田新民区烧变岩的研究，从煤层顶板向地表依次形成熔渣角砾状烧变岩、碎块状烧变岩、层块板片状烧变岩，在垂直及水平方向上呈带状分布。
煤的燃烧变质作用
煤的燃烧变质作用主要起因于煤层自燃，它是我国煤变质作用的新类型之一。从燃烧学分析，煤的燃烧即为煤分子与氧气之间发生的激烈氧化反应过程，煤能够自燃是由其成份与结构特点所决定。煤的化学结构研究表明，煤中有机质是由带有官能团和侧链的、以缩合芳香核为
骨架的结构单元，通过桥键相连而
组成的三维空间结构的大分子化合
物，其中具芳香结构的部分稳定性
较强，而桥键、侧链和含氧基团对
气态氧较为活泼，如烷基侧链，在
光照射下或少许热量作用下，就可
以氧化生成自由基而发生链式反应。
自由基的生成是氧分子在煤表面某些
活性部分首先产生化学吸附的缘故。
煤的氧化与这些基团的存在具有密切
关系。另一方面，煤结构中芳香核
之间不规则排列，可形成大量分子
间微孔隙，因此，煤是一种微孔状
固体，具有很大的比表面积和吸附
能力。在浅部，空气常进入微孔隙
中，尤其煤层被抬升后，微孔隙中
的气态烃被解析，氧气即可大量进
入脱气后的煤层。开始时，氧气以
分子间力吸附在微孔中，随着吸附
时间的延长，煤分子中的活性基团
与吸附的氧分子发生化学反应，并
伴随有热量产生，当氧化过程中产
生的中间产物及热量积累到一定程度
时，氧化作用加速，放出大量热，
使煤体温度急剧上升，至煤的燃点
时，即引起煤的自燃。煤层自燃热
以传导和对流方式向周围扩散，形
成异常地温场，导致煤的燃烧变质
作用，其影响范围与煤层自燃区规
模大小和围岩传热性能有关。据刘
志坚及西安矿业学院矿产研究所对甘
肃窑街三矿火区煤层自燃特征的研
究，火区附近煤的宏观和微观结构
都类似岩浆热变质，煤的结构单元
中涡层状芳香迭片的直径（Ｌａ）仍与温
度呈函数关系，即随着离火区的远
近而减增，煤的灰分也表现出相似
的变化。镜下观察，镜质组和半镜
质组中具有大量气孔，组分呈小碎
片状，裂隙中出现石墨化小雏晶。
煤中无机组分也对煤的氧化自燃
产生影响，黄铁矿氧化时，耗氧量少，
放出热量多，且燃点低，是煤中首先
氧化自燃的组分。试验证明，１克分子
黄铁矿，氧化即可产生３．４１ＭＪ热
量。煤中一些碱金属、碱土金属离
子，对煤的氧化起催化作用，促进
煤层的自燃。
不同的煤岩组分，其燃点有较大
差异。对镜煤和丝炭的易燃程度，
一种观点认为丝炭燃点最低，是煤
层自燃的导火物质；另一种观点则
认为，镜煤最易燃，而丝炭难燃。
事实上，从二者的组成与结构来
看，镜煤中富氢的活性基团多于丝
炭。丝炭系植物的木质纤维组织，
在泥炭沼泽中经强烈氧化或火焚而形
成，往往保留原植物的细胞结构，
未被矿化的丝炭疏松多孔，氧气易
于流通。因此，对它们的易燃程
度，应结合具体地质条件进行分
析。试验表明，丝炭与其它组分混
合，其燃点往往降低，如丝炭与镜
煤的燃点分别为２３０℃和２７４℃，但
二者混合后，燃点降至２０８℃。这
是由于丝炭具有较大的孔隙，为其
它组分的燃烧提供了氧气通道，
煤中氢、氧含量越高，煤炭越
易自燃。由于氢、氧附存于煤分子
结构的侧链中，因此反应能力强，
具有较强的氧化性。自燃煤的有机
地球化学研究表明，自燃煤分子含
有较多的低中碳化合物，其生物标
志化合物含较多的信丰萜和二萜类化
合物，暗示着这些萜类化合物在煤
层自燃中起重要作用。
煤层的厚度与产状对煤层自燃及
煤的燃烧变质作用也有较大影响。
煤层厚度大，煤在氧化过程中产生
的热量易于积累，煤层自燃的可能
性增加；煤层倾角缓，煤层燃烧后
易于沿倾向扩展。地表水及地下水
对煤层自燃有一定的抑制作用，潜
水位控制着煤层自燃下限，一般煤
层自燃主要发生在潜水位以上。
煤层自燃是各种因素综合作用的
结果，我国北方现代煤火的调查表
明，新生代干旱期，低变质厚煤层自
燃发火，高温燃烧，由表及里，由浅
入深。煤的氧化与聚热能力控制着煤
田发火， 大气环境制约着煤田燃烧，
自生自灭，点多面广，长期形成不
同时期不同地域的燃烧中心促其燃
烧，变质作用影响深远，值得进一
步研究。
６０西部资源２００７．５
ＴＨＥ ＴＨＥＯＲＹ ＤＥＬＩＢＥＲＡＴＥＤ理论研讨
预防煤层自燃发火的措施 煤炭自燃发火必须同时具备三个必要条件：一是煤有自燃倾向性并以破碎状态存在；二是有连续的供氧条件；三是氧化生成的热易于聚集。因此，要有效防止煤层自燃发火的发生，就必须从煤炭自燃的三个必要条件入手，采取相应的方法和措施，破坏至少一个必要条件，使煤层不同时具备以上三个必要条件，就可以有效预防煤层自燃发火。另外煤层从低温氧化到着火是有一个过程的，在煤层自燃发火的潜伏阶段、自热阶段，只要破坏三个必要条件之一，也可以使煤层自燃发火终止。 我矿现开采煤层自燃倾向鉴定等级为Ⅱ级，自燃煤层。结合本矿实际情况，主要选择以下几种防止煤层自然发火的方法： 一、优化巷道布置，减少辅助巷道，选择合理的开采顺序，尽可能缩短煤层的暴露面积和暴露时间。 二、建立合理的通风系统，合理调配、控制风量，减小通风阻力，减少漏风，杜绝各类巷道呈现微风、无风状态。 三、及时封闭采空区及废弃巷道，废弃巷道应在10日内封闭，采空区必须在10日内封闭完毕。 四、有效处理巷道高冒顶区，及时清理巷道内的浮煤。 五、加强监测监控，及时发现自燃发火隐患，并采取措施进行处理。 煤炭自燃发火经常发生在采空区、停采线、断层、煤柱等丢煤区，巷道高冒顶处、通风不良的联络巷及其它辅助巷道、封闭不严的密闭墙附近等。 我矿现计划开采的9#煤层自燃发火倾向II类，自燃煤层，需采取针对性防范措施，坚持“预防为主、综合治理”的方针和“以防为主、防灭并重”的原
则。从开拓开采、通风管理、监测监控、加强日常管理等多方面入手，采取切实有效的措施，杜绝或减少煤层自燃火灾的发生，保障矿井安全生产工作的顺利进行。 一、井巷布置及巷道支护方面的措施 （一）、简化巷道布置系统 （1）生产规模的建设必须与矿井的产销量相匹配，切忌出现生产规模过大而产销量较少，这样势必增加煤层的暴露面和暴露时间，给煤层自燃发火防治带来更大的困难。 2、尽量减少生产辅助巷道，及时对用途不大或不用的巷道进行封闭。 3、尽量少掘探煤巷、泄水巷等措施巷道，若必须掘时，巷道使用后必须及时密闭。 （二）、两条平行巷道及上下交叉巷道间的净煤柱不应小于20m，防止两巷之间出现漏风，造成煤层自燃发火。 （三）、工作面运输巷及回风巷只能采用单巷布置，简化生产系统，减少漏风。 （四）、选择合理的巷道支护方式。井筒、井底车场、变电室等永久性巷道、主要硐室必须采用金属支架喷射混凝土支护或砌碹全封闭支护，以便使煤层与空气隔绝。采区主要巷道若服务年限较长（超过5年）也应考虑全封闭的支护形式。 二、通风措施 坚持“以风治火，以风防火”的原则，建立健全合理完善、便于防火管理的通风系统，从源头上预防自燃发火的发生。
文件编号：GD/FS-3203 （解决方案范本系列） 煤层自燃发火安全措施详 细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________
煤层自燃发火安全措施详细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 为防止发生矿井火灾事故，确保矿井安全生产和公司财产及员工生命安全不受侵害，根据《煤矿安全规程》和上级主管部门有关指示精神，结合我矿安全生产实际，制定矿井防灭火措施如下： 一、井上防灭火措施 ㈠建立健全防灭火组织 组长：胡利平 副组长；黄学富： 成员：刘胜兵、黄仕询、徐安胜、江再发、姚顺富。 2、矿成立义务消防队 3、防灭火领导小组具体负责对消防器材的检查
和对防火重点地点的消防监督检查，实行定期检查和不定期抽查，检查每月一次，抽查不定次数，随时进行，及时发现消防隐患，限期落实整改措施。 ㈡配齐配足消防设施 各重点防火部位配备必要的防火设施和器材、油库、木料场等场所配备干粉灭火器两部，必要时应配有消防栓、水枪、水龙带，设置专用灭火水池和消防泵；配电室、绞车房配备干粉灭火器、消防沙箱、灭火锨等。 ㈢完善落实防火制度 1、完善防火检查制度，消防器材、设备维护保养制度，消防教育培训制度，火灾隐患整改制度，各重点防火部位建立消防管理制度。制定灭火预案，让职工清楚一旦遇到火源，知道怎样扑救。 2、木料场、油库部位位置明显的“禁止烟火”
煤炭自然发火的原因 关于煤炭自然发火的原因，许多专家学者从17世纪至今做了很多的研究工作，但是没有得出一致的结论。对于煤的自燃原因，人们经过长期的辩论得出一系列的学说，其中主要包括：黄铁矿作用学说、细菌作用学说、酚基作用学说、自由基作用学说以及煤样复合作用学说。 在这些学说中，煤氧复合作用学说是被大家普遍认可并得到推广的。该学所认为煤与氧之间的物理与化学结合是导致煤自燃的主要原因，这种结合称为煤与氧的复合作用，煤与氧在复合作用下产生大量的热量，最终导致煤的自燃。经过大量的实验室研究与现场实践，该学说已得到国内外学者专家的广泛认可。 在煤体氧化放出热量与向周围散热的矛盾运动中，遗煤发生自燃。当煤体氧化放出的热量大于其向周围环境散失的热量时，采空区热量得以积聚，温度不断增高，导致采空区发生自燃。随着科技的不断进步，人们对煤氧复合作用的认识从单一的一种结构、步反应，逐渐向多步反应多种结构转变。对于煤的低温氧化过程，用单纯的化学反应很难对煤的氧化过程及其伴随的热效应作出判断。目前，没有形成一种能够对低温条件下煤氧复合产物及释放热量进行测算的方法，不能对煤氧化产生的烷烃、CO、CO2、醛等气体成分的产生作出合理解释，因此，煤氧的复合作用学说还只是一种解释煤自燃的假说。尽管如此，该学说还是被人们普遍认可并成为指导煤炭自燃防治工作的依据。 徐州吉安研发的普瑞特防灭火技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。
1煤粉特性及自燃爆炸的条件 煤粉发生自燃和爆炸是由于煤的特性在加工成煤粉后所具有的特性以及煤粉所处的环境条件所决定的。 1.1煤粉的流动性 它的尺寸一般为0~50微米，其中20~50微米的颗粒占多数。干的煤粉能吸附大量的空气，它的流动性很好，就像流体一样很轻易在管道内输送。由于干的煤粉流动性很好，它可以流过很小的空隙。因此，制粉系统的严密性要好。 1.2煤粉的自燃与爆炸 积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时，会发热使温度升高，而温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化，若散热不良时会使氧化过程不断加剧，最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在制粉系统中，煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的混合物，它一旦碰到火花就会使火源扩大而产生较大的压力（2~3倍大气压），从而造成煤粉的爆炸。 影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发分含量，煤粉细度，气粉混合物的浓度，温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。 一般说来挥发分含量VR<10％(无烟煤)，是没有爆炸危险的。而VR>25％的煤粉（如烟煤等），很轻易自燃，爆炸的可能性也很大。 煤粉越细越轻易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于 0.1毫米几乎不会爆炸。因此，挥发分大的煤不能磨得过细。 煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证实，最危险得浓度在 1.2~ 2.0kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气
粉混合物温度越高，危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程，是在 0.01~ 0.15s的瞬间大量煤粉忽然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向外传播而产生的很大的冲击力和声音。 潮湿煤粉的爆炸性较小，对于褐煤和烟煤，当煤粉水分稍大于固有水分时一般没有爆炸危险。 2制粉系统爆炸原因分析 引爆点主要在轻易长期积煤或积粉的位置，制粉系统处于封闭状态，引爆的火源主要是磨煤机入口积煤，细粉分离器水平段入口管积粉，粗粉分离器积粉自燃，根据制粉系统的运行工况和爆炸情况分析，主要原因如下。 2.1煤粉细度，风粉浓度及燃煤成分 煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定浓度的风粉气流吹向自燃点时。不仅加剧了自燃，而且会引起燃烧，而接触到明火的风粉气流随时都会产生爆炸。造成流动煤粉爆炸的主要原因是风粉气流中的含氧量，煤粉细度，风粉混合物的浓度和温度。 煤粉越细，爆炸的危险性就越大。粗煤粉爆炸的可能性就小些，当煤粉粒度大于 0.1mm时几乎不会爆炸。当煤粉浓度大于3~4kg/m3 （空气）或小于 0.32－ 0.47kg/m3 时不轻易引起爆炸。因为煤粉浓度太高，氧浓度太小；而煤粉浓度太低，缺少可燃物。只有煤粉浓度为
解决方案编号：LX-FS-A61684 防止煤层自燃发火安全技术通用措 施标准范本 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
防止煤层自燃发火安全技术通用措 施标准范本 使用说明：本解决方案资料适用于日常工作环境中对未来要做的重要工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 我矿3下煤层和16上煤层经中国煤科总院抚顺分院鉴定属于自燃煤层，自然发火期为3～6个月，最短发火期20±3天，为了防止煤层自然发火，杜绝井下发生自然发火事故，特编制《防止煤层自然发火安全技术通用措施》，审批后，必须严格执行。 一、不同地点防火处理措施 （一）布置在煤层中的开拓巷道 采用砌碹或锚喷，碹后的空隙和冒落处必须用不燃性材料充填密实，或用无腐蚀性、无毒性的材料（如凝胶）进行充填处理。
煤炭燃烧特性指标 几乎所有的煤炭特性指标都与煤炭的燃烧特性是相关的，反之，也没有一个能完全、全面表征煤炭燃烧特性的指标。与此同时，不同的煤炭特性指标对于煤炭燃烧特性的重要性，也随着煤炭燃烧方式的不同而异，并具有相当的差别。作为影响煤炭燃烧特性或者说过程最明显的指标是煤炭的挥发份和粘结性或者说膨胀系数。前者表征着煤炭在燃烧过程中的以气相完成的份额和其对后续固相燃烧过程的影响；后者则关系到煤炭颗粒因形态、尺寸和反应表面积的变化而使其自身的燃烧特性受到的影响。而前者和后者有时又是具有密切联系的。与煤炭燃烧特性有关的还有挥发份的释出特性、焦炭的反应性、煤炭的热稳定值、重度等，以及煤炭在堆放过程中的风化、自燃特性和可磨度。 煤炭颗粒在受热过程中的熔融软化、胶质体和半焦的形式几乎所有的烟煤在受热升温的过程中与挥发份释出的同时，都会出现胶质体，呈塑性和颗粒的软化现象。煤炭颗粒间的粘结就是因颗粒胶体间的相互粘结而产生的，因此煤炭的粘结性也就于其所呈现胶体的条件相关。当一个按一定升温速度，经历着受热过程的煤炭颗粒进行观察时，考虑到在此受热过程中热量总是从表面传向颗粒核心的，在同一时间内表面温度也总高于核心。可以发现不同的烟煤，在表面温度达到320～350℃以前，颗粒的形态变化一般觉察不到，只
有煤化程度低的气煤才可观察到表面开始有挥发份气体释出。在温度到350～420℃时，可以观察到在颗粒表面出现了一层带有气泡的液相膜，表面上也逐渐失去原来的棱角，这层膜就是胶质体。当温度为500～550℃时，一方面因颗粒内部温度升高，使胶质体层向内层发展，以及外部的胶质体层因挥发份释出被蒸干转化为半焦，即从表面到中心由半焦壳、胶质体和原有的煤三层所构成，但这种形态所保持的时间是短暂的。随着受热的继续，胶质体的发展和体积的膨胀，半焦外壳出现裂口，胶质体流出。其后是胶质体向颗粒中心区域的发展，流出的胶质体被蒸干转变为半焦，直到整个颗粒都经历胶质体和半焦的形成。整个的过程如图3-2-2所示：试验证明软化温度越低的煤种，挥发份开始释出的时间越早。因此软化温度Tp（对于不同的烟煤表面开始出现液相膜的温度）和再固化温度TK（呈现最大塑性的温度TMAX以及被蒸干再次呈固体形状的温度）都是表明煤炭流变特性的指标，同样也间接表明了于煤炭燃烧特性密切相关的问题。 Ⅰ软化开始阶段Ⅱ开始形成半焦的阶段Ⅲ煤粒强烈软化和半焦破 裂阶段
露天矿煤炭自燃危害及治理措施 近年来我国面临着资源的严重短缺，煤炭作为我国重要的能源，其在当前社会和经济发展过程中发挥着极为重要的作用。近年来随着我国煤炭资源开发力度的不断加大，露天煤矿的数量不断增加，在露天煤矿开采过程中，自燃已成为煤矿生产过程中的重大自然灾害，煤体自燃不仅导致煤炭资源的严重，而且还会对矿区的环境及安全带来较大的影响。所以需要针对露天煤矿煤体自燃的原因，采取必要的防灭火措施来加强煤炭自燃的处理。 露天矿煤炭自燃的原因 （1）浪费煤炭资源 煤炭自燃不仅会降低煤炭质量，还造成资源浪费，减少了矿山可采储量。处理煤炭自燃需投入大量人力物力，而且不易彻底处理，反复影响矿山采剥生产的进度，严重影响矿山企业的经济效益。 （2）影响矿山安全生产和边坡稳定 煤层自燃对矿山的生产安全和持续生产带来很大困难。煤炭自燃后常引起矿坑内地表裂缝、坍塌，出现大面积片帮现象等等，影响露天矿设备的正常作业，给安全生产带来隐患。在特定的气象条件、处于不利的风向和风速时，还会造成火灾，并产生大量烟雾烟尘。烟雾烟尘影响工作人员视线，危害工人呼吸，影响工人的工作效率，不利于安全生产。煤台阶的自燃发火将导致煤台阶岩体强度的降低，影响露天矿整体的边坡稳定。 （3）环境空气影响 煤层自燃产生大量的有毒有害气体和物质，如CO、CO2、SO2、NO3、烟尘、醇类、醛类等，随风飘散，波及很大范围和区域，严重污染矿坑及附近的大气环境，危害职工的身体健康。 露天煤矿煤体自燃的防灭火措施 （1）水消法 水消法有3种：第一种是用水浇灌，推土机封填相结合的方法，以形成泥浆或粘土隔氧覆盖层，起到防火灭火作用，适用于老空巷道区及较大范围火区；第二种是往采煤工作面火区上方用高压水劈头浇灌，起到冷却降温隔氧灭火作用，适用于小范围浅部火区；第三种是在煤层表面形成纵横交错的水渠，使水逐渐向下渗透，从缝隙间扩散到煤体深部，均匀湿润煤体，达到灭火的目的，适用于深部燃烧的煤体。 （2）强行采出法 强行采出法是最直接也是相当有效的方法。在确定煤层的燃烧范围后，采用电铲或前装机强行挖除着火煤层，使其在大气环境中自然冷却，排弃至排土区，再用推土机推至排土台阶下，用土岩覆盖。为尽快冷却，不影响挖掘运输设备，常采用边浇水降温，边挖出。当着火范围不大且在表面时，这种方法实施起来比较简单，成功率也很高。尤其适用于露天矿向前推进的工作帮。这种方法不适合用于露天矿保安煤柱，重要设施区域的火区灭火。 （3）覆盖法 覆盖法又包括黄泥灌浆、粘土封闭、土岩堆堵等方法，主要是通过在煤层上覆盖黄泥浆、粘土或土岩来实现煤氧隔绝，达到防火灭火的目的。 （4）阻化剂灭火法 阻化剂灭火法可以采用粉煤灰、黄土及促凝剂、阻化剂，制成阻化泥浆，用大型泥浆喷洒设备喷洒在煤层表面，对煤层起到封闭和阻化作用。该方法具有隔绝空气和阻止煤层氧化达到防火
煤的自燃发展过程 煤炭自燃一般是指：煤在常温环境下会与空气中的氧气通过物理吸附、化学吸附和氧化反应而产生微小热量，且在一定条件下氧化产热速率大于向环境的散热速率，产生热量积聚使得煤体温度缓慢而持续地上升，当达到煤的临界自热温度后，氧化升温速率加快，最后达到煤的着火点温度而燃烧起来，这样的现象和过程就是煤的自燃（或称之为煤的自然发火、煤矿的自燃火灾）。 根据现有的研究成果，认为煤炭的氧化和自燃是基链反应，一般将煤炭自燃过程大体分为3个阶段：即低温氧化阶段、自热阶段、燃烧阶段。 （1）低温氧化阶段 煤在低温情况下与空气接触时，吸附空气中的氧（O2）而生成不稳定的氧化物羟基（—OH）与羧基（—COOH），并放出少量的热。这一阶段既观测不到煤体温度的变化，也体验不到周围环境温度的上升，煤的氧化进程平稳而缓慢，是一个十分隐蔽的氧化过程，但煤的质量有所增加，其增加质量相当于所吸附氧的质量，化学性质变得活泼，着火点温度降低，很难发现其外部特征，故称为潜伏期或准备期。由于煤的自燃需要热量的聚积，在该阶段因环境起始温度低，煤的氧化速度慢，产生的热量较小，因此需要一个较长的蓄热过程，它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部条件。 （2）自热阶段 经过低温氧化阶段之后，煤的氧化速度加快，发热量急剧增加。如果热量来不及散失和导出，就会使煤的自热加速，不稳定的氧化物分解成水（H2O）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）。氧化产生的热量使煤温继续升高。据硏究，煤的温度毎升高10℃，氧化速度就增加2~3倍，当超过自热的临界温度（60~80℃），煤温上升速度急剧加快，氧化进程加速，开始出现煤的干馏，生成芳香族的碳氢化合物（C x H y）、氢（H2）、一氧化碳（CO）等可燃性气体。这时的特征是：空气中的氧含量减少，一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）含量增加，煤中的水分被蒸发，空气的温度升高并出现雾气，支架及巷道壁上有水珠，这就是煤的自热期（3）燃烧阶段 如果煤的自热温度继续升高，当温度达到着火点温度（300~500℃）时，就会发生燃烧现象。此时，生成水（H2O）和其他碳氢化合物，同时一氧化碳（CO）大量增加，出现烟雾及特殊的火灾气味（如煤油味、松节油味）。当温度达到800 ~2000℃时，煤的燃烧可出现明火。
各位同学： 由于今年上半年矿井火灾防治的两个实验报告没有交，现在学校参加教育部评估，所有同学都必须补上实验报告，在2013-9-18（星期三）中午之前交上来！事关教育部评估，请大家认真仔细撰写实验报告，出现问题个人负责！ 实验日期：第三周星期一为2013年3月11日，其它时间大家往后推，查日期！ 课程名称实验名称实验 类别实验 类型 实验 要求 学生 层次 任课 教师 准备教师指导教师班级实验 人数 每组 人数 实验 学时 数 实验时间地点 周 次 星 期 节次 矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全 B101-2 42 8 2 3 一1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全 B102-3 42 8 2 3 四1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全 B101-2 42 8 2 5 一1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全 B102-3 42 8 2 5 四1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全B104 29 8 2 3 一3-4 安科楼218
矿井火灾防治煤的自燃倾向性鉴定 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全B105 27 8 2 3 二1-2 安科楼218 矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建王轶波姚建、王轶波安全B104 29 8 2 5 一3-4 安科楼218 矿井火灾防治煤层自燃的标志性气体检测 3 3 1 3 姚建陈绍杰姚建、陈绍杰安全B105 27 8 2 5 二1-2 安科楼218
安全管理编号：YTO-FS-PD602 煤层自燃发火的原因及治理通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
煤层自燃发火的原因及治理通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 朱仙庄煤矿位于宿县矿区宿东向斜的北部，设计年产量120万t，1983年投产。主要可采煤层为10煤层（平均厚度2.3m），8煤层（平均厚度9.98m）和7煤层（厚度1.5m）。煤层间距分别是75m和20m，倾角12°～40°；矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井，矿井南翼8层煤曾经发生过瓦斯动力现象；矿井地压大；煤尘有爆炸危险，爆炸指数在31.4%～50.81%之间；煤层具有自燃倾向性，发火期在3个月左右，为一级自然发火矿井。从1986年至1998年共发生过18次自然发火事故，不仅威胁矿井安全生产，危及职工人身安全，而且打乱了矿井的正常生产秩序。特别是1997年“2.10”事故，造成矿总工程师、安全矿长、通风区长等8人遇难，教训十分惨痛。为此，朱仙庄煤矿痛定思痛，认真地吸取了教训，总结了经验，强化了安全管理。实现了近2年无自然发火事故。 1 朱仙庄矿煤层自然发火情况及特点 1.1 煤层自然发火的特点 朱仙庄煤矿自1986年至1998年12a间先后共发生
煤炭自燃有条件及初期 征兆 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
煤炭自燃有条件及初期征兆煤炭自燃有三个必须具备的条件：煤炭本身具有自燃倾向性；连续适量地供给空气；散热条件差，煤氧化生成的热能不断积累。 煤炭本身具有自燃倾向性，即具有低温氧化能力，它是自燃的内在因素，取决于煤炭本身的物理化学性质和煤的成分。牌号不同的煤，它们的煤岩成分不同，自燃性也不一样，褐煤烟煤容易自燃；在烟煤中，长焰煤和气煤的自燃性最强；贫煤和无烟煤的自燃性较差；在同一牌号的煤中，含硫越多越容易自燃。因此，《煤矿安全规程》第228条规定，煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不自燃三类。 水火不相容，煤中水分多了不易自燃。但有自燃性的煤失去水分后，自燃的危险性增强，所以地面煤堆经雨雪渗漏、蒸发后容易发生自燃；井下用水淹没自燃火区，恢复生产后，更容易自燃，因为煤经过水洗后，表面更容易氧化。
煤层的地质条件对煤炭自燃的影响很大。煤层越厚，倾角越大，则煤的自然发火危险就越大。因为在厚煤层、急倾斜煤层中，回采率低、丢煤多；采区煤柱受压后容易破碎，采空区封闭不严密、漏风量大，这就为煤炭自燃创造了条件。同时在断层、褶曲和破碎带，煤容易自燃。 对煤炭自燃倾向比较严重的矿井，应将主要巷道布置在岩层中，以减少煤柱，避免煤层切割过多而暴露在空气中；同时应选用合适的采煤方法，提高回采率，减少丢煤，及时封闭采区，减少或避免向采空区中漏风。要尽量降低通风压差，以减少想采空区中漏风。漏风在0.4到0.8立方米每分时，扬花生成的热量容易积聚，最容易煤炭自燃。 煤炭自燃发现得越早越容易扑灭。因此，了解和掌握煤炭自燃的初期征兆并及时识别和判断，对防灭火具有重要的意义。 煤炭自燃的初期征兆有如下几种：
煤炭自燃的综合防治措施 示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
煤炭自燃的综合防治措施示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1、煤层自燃的预测预报 （1）鉴于煤在低温氧化阶段产生CO，因此，CO是 早期揭露火灾的敏感指标。在矿井的采煤工作面回风道、 综掘煤巷等有自然发火的地点设置CO传感器，若发现CO 浓度超限，便可采用便携式CO检测仪追踪监测确定高温 点。 （2）采用红外探测法判断高温点的位置，红外探测法 其基本原理是，根据红外辐射场的理论，建立火源与火源 温度场的对应关系，从而推断出火源点的位置。 （3）用钻孔测温辅助监测。对顶煤破碎或有自燃危险
的地点，埋设测温探头，定期监测温度变化情况。 （4）加强漏风检测。定期采用示踪气体法，检查顺槽漏风量。对漏风集中的区域加强观测。 2、预防措施 （1）均压通风控制漏风供氧。均压通风是控制煤层开采中采空区等漏风的有效措施。首先，要在保证冲淡 CH4，风速，气温和人均风量的要求下，全面施行区域性均压通风，其调压措施包括单项调压和多项措施联合调压，具体实施中的形成的工作面均压逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均压。 （2）喷浆堵漏钻孔灌浆。对煤层开采中的可疑地点或已出现隐患地点进行全封闭喷浆和打浅密集钻孔注浆，是防止自然发火的2个有效措施。
煤粉特性及自燃爆炸的条件 煤粉为可燃物质，乙类火灾危险品，粉尘具燃爆性，着火点在300℃～500℃之间，爆炸下限浓度34 g/m3～47g/m3(粉尘平均粒径:5μm～10μm)。高温表面堆积粉尘（5mm厚）的引燃温度：225℃～285℃，云状粉尘的引燃温度580℃～610℃。 煤粉在运输过程中，经外界的干扰如设备运转的震动、碰撞或风作用悬浮到空气形成粉尘，如场所内作业人员防护用品佩带不全，很容易引起尘肺病等职业病危害。当煤粉在空气中达到一定浓度，在外界高温、碰撞、摩擦、振动、明火、电火花的作用下会引起爆炸，爆炸后产生的气浪会使沉积的粉尘飞扬，造成二次爆炸事故。煤尘爆炸与其在空气中的含量及含氧浓度有关，烟煤在110-2000mg/m3。能形成爆炸性混合物，空气中煤尘含量在300-400 mg/m3爆炸威力最大，这是因为混合物中煤尘与空气的比例适中，煤粉能充分燃烧。煤粉爆炸后不仅产生冲击波伤人和破坏建筑物，同时产生大量的一氧化碳，使人中毒死亡。煤尘的燃烧爆炸特特性见表1。 表1 煤尘的燃烧爆炸特性 煤粉尘种类 引燃温度(℃) 高温表面积尘 引燃温度(℃) 云状粉尘 爆炸下限 (g/m3) 粉尘粒径 (μm) 褐煤粉 260 －49D68 2D3 有烟煤粉 235 595 41D57 5D11 无烟煤粉 ＞430 ＞600 －100D130 贫煤粉 285 680 34D45 5D7
1、煤粉的流动性 它的尺寸一般为0～50微米，其中20～50微米的颗粒占多数。干 的煤粉能吸附大量的空气，它的流动性很好，就像流体一样很轻易在管 道内输送。由于干的煤粉流动性很好，它可以流过很小的空隙。因此， 制粉系统的严密性要好。 2、煤粉的自燃与爆炸 积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时，会发热使温度升高，而 温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化，若散热不良时会使氧化过程不 断加剧，最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在制粉系统中， 煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的混合物，它一旦碰到 火花就会使火源扩大而产生较大的压力（2～3倍大气压），从而造成煤 粉的爆炸。 影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发分含量，煤粉细度，气粉混合物 的浓度，温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。 2.1、一般说来挥发分含量VR<10％(无烟煤)，是没有爆炸危险的。而VR>25％的煤 粉（如烟煤等），很轻易自燃，爆炸的可能性也很大。 2.2、煤粉越细越轻易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于 0.1毫米几乎不会爆炸。因此，挥发分大的煤不能磨得过细。 2.3、煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证实，最危险得浓度在 1.2～ 2.0kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避 免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气粉混合物温度 越高，危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程，是在0.01～0.15s 的瞬间大量煤粉忽然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向 外传播而产生的很大的冲击力和声音。
1 煤粉特性及自燃爆炸的条件 煤粉发生自燃和爆炸是由于煤的特性在加工成煤粉后所具有的特性以及煤粉所处的环境条件所决定的。 1.1煤粉的流动性 它的尺寸一般为0~50微米，其中20~50微米的颗粒占多数。干的煤粉能吸附大量的空气，它的流动性很好，就像流体一样很轻易在管道内输送。由于干的煤粉流动性很好，它可以流过很小的空隙。因此，制粉系统的严密性要好。1.2煤粉的自燃与爆炸 积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时，会发热使温度升高，而温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化，若散热不良时会使氧化过程不断加剧，最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在制粉系统中，煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的混合物，它一旦碰到火花就会使火源扩大而产生较大的压力（2~3倍大气压），从而造成煤粉的爆炸。 影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发分含量，煤粉细度，气粉混合物的浓度，温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。 一般说来挥发分含量VR<10％(无烟煤)，是没有爆炸危险的。而VR>25％的煤粉（如烟煤等），很轻易自燃，爆炸的可能性也很大。 煤粉越细越轻易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于0.1毫米几乎不会爆炸。因此，挥发分大的煤不能磨得过细。 煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证实，最危
险得浓度在1.2~2.0kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气粉混合物温度越高，危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程，是在0.01~0.15s的瞬间大量煤粉忽然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向外传播而产生的很大的冲击力和声音。 潮湿煤粉的爆炸性较小，对于褐煤和烟煤，当煤粉水分稍大于固有水分时一般没有爆炸危险。 2制粉系统爆炸原因分析 引爆点主要在轻易长期积煤或积粉的位臵，制粉系统处于封闭状态，引爆的火源主要是磨煤机入口积煤，细粉分离器水平段入口管积粉，粗粉分离器积粉自燃，根据制粉系统的运行工况和爆炸情况分析，主要原因如下。 2.1 煤粉细度，风粉浓度及燃煤成分 煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定浓度的风粉气流吹向自燃点时。不仅加剧了自燃，而且会引起燃烧，而接触到明火的风粉气流随时都会产生爆炸。造成流动煤粉爆炸的主要原因是风粉气流中的含氧量，煤粉细度，风粉混合物的浓度和温度。 煤粉越细，爆炸的危险性就越大。粗煤粉爆炸的可能性就小些，当煤粉粒度大于0.1mm时几乎不会爆炸。当煤粉浓度大于3~4kg/m3（空气）或小于0.32－0.47kg/m3时不轻易引起爆炸。因为煤粉浓度太高，氧浓度太小；而煤粉浓度太低，缺少可燃物。只有煤粉浓度为1.2~2.0kg/m3时最轻易发生爆炸。而佳木斯发电厂制粉浓度在0.3~0.6kg/m3范围内变
煤层自燃发火安全措施示 范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
煤层自燃发火安全措施示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 为防止发生矿井火灾事故，确保矿井安全生产和公司 财产及员工生命安全不受侵害，根据《煤矿安全规程》和 上级主管部门有关指示精神，结合我矿安全生产实际，制 定矿井防灭火措施如下： 一、井上防灭火措施 ㈠建立健全防灭火组织 组长：胡利平 副组长；黄学富： 成员：刘胜兵、黄仕询、徐安胜、江再发、姚顺富。 2、矿成立义务消防队 3、防灭火领导小组具体负责对消防器材的检查和对防 火重点地点的消防监督检查，实行定期检查和不定期抽
查，检查每月一次，抽查不定次数，随时进行，及时发现消防隐患，限期落实整改措施。 ㈡配齐配足消防设施 各重点防火部位配备必要的防火设施和器材、油库、木料场等场所配备干粉灭火器两部，必要时应配有消防栓、水枪、水龙带，设置专用灭火水池和消防泵；配电室、绞车房配备干粉灭火器、消防沙箱、灭火锨等。 ㈢完善落实防火制度 1、完善防火检查制度，消防器材、设备维护保养制度，消防教育培训制度，火灾隐患整改制度，各重点防火部位建立消防管理制度。制定灭火预案，让职工清楚一旦遇到火源，知道怎样扑救。 2、木料场、油库部位位置明显的“禁止烟火”警示牌，20米范围内严禁烟火。 ㈣及时有效处置火险
煤炭指标定义 1、全水和内水 全水是煤的外在水分和内在水分之和。外在水分：在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分；内在水分：在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所保持的水分。这两个指标对计算低位热值，影响很大，尤其是全水，1个全水影响低位热值大约60大卡。 2、灰分 煤在彻底燃烧后所剩下的残渣称为灰分。煤中灰分增加，发热量降低、排渣量增加，煤容易结渣；一般灰分每增加2%，发热量降低100kcz1/kg左右。 3、全硫 煤炭的硫含量。 4、挥发分 煤中有机质的可挥发的热分解产物。其中除含有氮、氢、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等气体外，还有一些复杂的有机化合物。实验中将煤样在隔绝空气条件下高温加热，从煤中有机质分解出来的液体和气体的总量中减去水分，就得出挥发分。 5、固定碳 煤的固定碳是指煤在隔绝空气的条件下有机物质高温分解后剩下的残余物质减去其灰分后的产物，主要成分是碳元素。根据固定碳含量可以判断煤的煤化程度，进行煤的分类。固定碳含量越高，挥发分越低，煤化程度越高。固定碳含量高，煤的发热量也越高。 6、热值 7、灰渣特性 将煤灰与糊精混合塑成三角锥体，放在高温炉中加热，根据灰锥形态变化确定。 DT（变形温度）：灰锥尖端开始变圆或弯曲时的温度； ST（软化温度）：灰锥弯曲至锥尖触及托板或灰锥变成球形时的温度； HT (半球温度)：灰锥形变至似半球形，即高约等于底长一半时的的温度； FT（熔化温度、流动温度）。灰锥熔化展开高度在1.5mm以下薄层时的温度。 煤灰是多种矿物质组成的混合物,这种混合物并没有一个固定的熔点,而仅有一个熔化温度的范围.开始熔化的温度远比其中任一组分纯净矿物质熔点为低.这些组分在一定温度下还会形成一种共熔体,这种共熔体在熔化状态时,有熔解煤灰中其他高熔点物质的性能,从而改变了熔体的成及其熔化温度. 煤灰的熔融性和煤灰的利用取决于煤灰的组成. 8、硬度（可磨系数） 煤的耐磨性、软硬程度，是指煤样破碎成粉的相对难以程度，是指煤能低抗外来机械作用的能力。用HGI表示。
各类煤的基本特征如下： (1)无烟煤(WY)。无烟煤固定碳含量高，挥发分产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。01号无烟煤为年老无烟煤；02号无烟煤为典型无烟煤；03号无烟煤为年轻无烟煤。如北京、晋城、阳泉分别为01、02、03号无烟煤。 (2)贫煤(PM)。贫煤是煤化度最高的一种烟煤，不粘结或微具粘结性。在层状炼焦炉中不结焦。燃烧时火焰短，耐烧。 (3)贫瘦煤(PS)。贫瘦煤是高变质、低挥发分、弱粘结性的一种烟煤。结焦较典型瘦煤差，单独炼焦时，生成的焦粉较多。 (4)瘦煤(SM)。瘦煤是低挥发分的中等粘结性的炼焦用煤。在炼焦时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时，能得到块度大、裂纹少、抗碎性较好的焦炭，但焦炭的耐磨性较差。 (5)焦煤(JM)。焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，其耐磨性也好。但单独炼焦时，产生的膨胀压力大，使推焦困难。 (6)肥煤(FM)。肥煤是低、中、高挥发分的强粘结性烟煤。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度较高的焦炭，其耐磨性有的也较焦煤焦炭为优。缺点是单独炼出的焦炭，横裂纹较多，焦根部分常有蜂焦。 (7)1／3焦煤(1／3JM)。1／3焦煤是新煤种，它是中高挥发分、强粘结性的一种烟煤，又是介于焦煤、肥煤、气煤三者之间的过渡煤。单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭。 (8)气肥煤(QF)。气肥煤是一种挥发分和胶质层都很高的强粘结性肥煤类，有的称为液肥煤。炼焦性能介于肥煤和气煤之间，单独炼焦时能产生大量的气体和液体化学产品。 (9)气煤(QM)。气煤是一种煤化度较浅的炼焦用煤。加热时能产生较高的挥发分和较多的焦油。胶质体的热稳定性低于肥煤，能够单独炼焦。但焦炭多呈细长条而易碎，有较多的纵裂纹，因而焦炭的抗碎强度和耐磨强度均较其他炼焦煤差。 (10)1／2中粘煤(1／2ZN)。1／2中粘煤是一种中等粘结性的中高挥发分烟煤。其中有一部分在单独炼焦时能形成一定强度的焦炭，可作为炼焦配煤的原料。粘结性较差的一部分煤在单独炼焦时，形成的焦炭强度差，粉焦率高。 (11)弱粘煤(RN)。弱粘煤是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的烟煤。加热时，产生较少的胶质体。单独炼焦时，有的能结成强度很差的小焦块，有的则只有少部分凝结成碎焦屑，粉焦率很高。 (12)不粘煤(BN)。不粘煤是一种在成煤初期已经受到相当氧化作用的低变质程度到中等变质程度的烟煤。加热时，基本上不产生胶质体。煤的水分大，有的还含有一定的次生腐植酸，含氧量较多，有的高达10%以上。 (13)长焰煤(CY)。长焰煤是变质程度最低的一种烟煤，从无粘结性到弱粘结性的都有。其中最年轻的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。煤化度较高的年老煤，加热时能产生一定量的胶质体。单独炼焦时也能结成细小的长条形焦炭，但强度极差，粉焦率很高。(14)褐煤(HM)。褐煤分为透光率Pm＜30％的年轻褐煤和Pm＞30～50％的年老褐煤两小类。褐煤的特点为：含水分大，密度较小，无粘结性，并含有不同数量的腐植酸，煤中氧含量高。常达15～30%左右。化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重。存放空气中易风化变质、破碎成效块甚至粉末状。发热量低，煤灰熔点也低，其灰中含有较多的CaO，而有较少的Al2O3。 发电用煤的质量要求: 电厂煤粉炉对煤种的适用范围较广，它既可以设计成燃用高挥发分的褐煤，也可设计成燃用
第二章煤的自燃及其特性 煤自燃是煤矿生产中的主要自然灾害之一。自十七世纪以来，人们就开始对煤的自燃现象进行研究，提出了解释煤自燃的多种假说，但由于煤的化学结构非常复杂，人们至今还不能完全阐述清楚煤的自燃机理。尽管如此，人们仍在对煤的自燃机理孜孜探求。近些年来通过对煤自燃的宏观特性（氧化产热量、产物和耗氧量）与煤自燃过程中微观结构（官能团、自由基）的变化特征的深入研究，对煤自燃的认识不断深入。本章将较全面地介绍煤炭自燃研究方面的新进展，较深入地对煤自燃过程及影响因素进行分析，较系统地阐述煤在低温氧化过程中的自燃特性和煤自燃倾向性、自然发火期等的测试与确定方法。 第一节煤的基础特性 煤的自燃特性是由其基础特性决定的。在对煤的自燃特性进行研究之前，有必要了解一下煤的形成、分类、组成特点、热物理性质和表面特性等相关知识。 一、煤的形成及分类 煤是由植物形成的。根据成煤植物种类的不同，煤主要可分为两大类[1]，即腐殖煤和腐泥煤。由高等植物形成的煤称为腐殖煤，它分布最广，储量最大；由低等植物和少量浮游生物形成的煤称为腐泥煤。通常所讲的煤，就是指腐殖煤。由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般需要几千万年到几亿年的时间。转化次序是：植物、泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。整个成煤作用可划分为几个阶段：植物向泥炭转化作用过程，泥炭向褐煤的转化为成岩作用过程，褐煤向烟煤、无烟煤的转化成为变质作用过程，成岩作用和变质作用又合称为煤化作用过程。 中国煤炭分类[2]，首先按煤的干燥无灰基挥发分>37%、>10％、≤10%，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。然后烟煤又按挥发分>10%~20%、>20%~28%、＞28%~37%和>37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤，同时还根据表征烟煤煤化程度的参数（粘结指数、胶质层最大厚度或奥亚膨胀度），将烟煤划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤。 褐煤的特点是：水分大，比重小，不粘结，含有不同数量的腐植酸；煤中无水无灰基氧含量常高达15~30%左右，化学反应性强，热稳定性差，块煤加热时破碎严重，存放在空气中易风化变质、碎裂成小块乃至粉末状，发热量低，煤灰熔点也大都较低。烟煤挥发较高，外表灰黑色，有光泽，发热量较高，较易着火与完全燃烧，煤质一般较无烟煤软，较多的烟煤在受热析出挥发份时粘结成块，称为有焦结性。无烟煤挥发分低，固定碳高，比重大，纯煤真比重最高可达1.90，燃点高，燃烧时不冒烟。我国煤种的主要特征及分布地区见下表： [1]