煤炭自燃有三個必須具備的條件:煤炭本身具有自燃傾向性;連續(xù)適量地供給空氣;散熱條件差,煤氧化生成的熱能不斷積累。
煤炭本身具有自燃傾向性,即具有低溫氧化能力,它是自燃的內(nèi)在因素,取決于煤炭本身的物理化學(xué)性質(zhì)和煤的成分。牌號不同的煤,它們的煤巖成分不同,自燃性也不一樣,褐煤煙煤容易自燃;在煙煤中,長焰煤和氣煤的自燃性最強;貧煤和無煙煤的自燃性較差;在同一牌號的煤中,含硫越多越容易自燃。因此,《煤礦安全規(guī)程》第228條規(guī)定,煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不自燃三類。
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,自燃的危險性增強,所以地面煤堆經(jīng)雨雪滲漏、蒸發(fā)后容易發(fā)生自燃;井下用水淹沒自燃火區(qū),恢復(fù)生產(chǎn)后,更容易自燃,因為煤經(jīng)過水洗后,表面更容易氧化。
煤層的地質(zhì)條件對煤炭自燃的影響很大。煤層越厚,傾角越大,則煤的自然發(fā)火危險就越大。因為在厚煤層、急傾斜煤層中,回采率低、丟煤多;采區(qū)煤柱受壓后容易破碎,采空區(qū)封閉不嚴(yán)密、漏風(fēng)量大,這就為煤炭自燃創(chuàng)造了條件。同時在斷層、褶曲和破碎帶,煤容易自燃。
對煤炭自燃傾向比較嚴(yán)重的礦井,應(yīng)將主要巷道布置在巖層中,以減少煤柱,避免煤層切割過多而暴露在空氣中;同時應(yīng)選用合適的采煤方法,提高回采率,減少丟煤,及時封閉采區(qū),減少或避免向采空區(qū)中漏風(fēng)。要盡量降低通風(fēng)壓差,以減少想采空區(qū)中漏風(fēng)。漏風(fēng)在0.4到0.8立方米每分時,揚花生成的熱量容易積聚,最容易煤炭自燃。
煤炭自燃發(fā)現(xiàn)得越早越容易撲滅。因此,了解和掌握煤炭自燃的初期征兆并及時識別和判斷,對防滅火具有重要的意義。
煤炭自燃的初期征兆有如下幾種:
1、煤在低溫氧化過程中產(chǎn)生熱量,由于熱量的積聚,提高了煤體的溫度,使水分蒸發(fā),因而巷道中的濕度增加,水汽凝聚在空氣中呈現(xiàn)霧狀,在支架和巷道壁表面形成水珠。工人把這種現(xiàn)象叫巷道煤壁出汗。但應(yīng)注意,有這種現(xiàn)象的地方不一定都是煤炭自燃的初期征兆,因為在冷熱兩股氣流匯合的地方,也會在巷道中出現(xiàn)霧氣和出汗的現(xiàn)象。
2、在巷道中如聞到煤油、汽油和松節(jié)油氣味,尤其當(dāng)聞到煤焦油的惡臭時,表明煤炭自燃已經(jīng)發(fā)展到嚴(yán)重程度。
3、井下火區(qū)附近的空氣溫度以及從火區(qū)流出來的水的溫度高于正常情況下的溫度。
4、煤炭自燃過程中產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳,使人感到悶氣、憋氣、頭疼]四肢無力、疲勞等癥狀。
5、開采淺層煤時,可看到從地表塌陷裂隙中逸出水汽并能聞到煤焦油味;冬季可以見到地表塌陷區(qū)的積雪先融化。
壓入式通風(fēng)的礦井,如在采空區(qū)發(fā)生火災(zāi),征兆不明顯,不容易及時發(fā)現(xiàn)。
為了盡早而準(zhǔn)確可靠地發(fā)現(xiàn)井下自燃火災(zāi),應(yīng)及時在井下取空氣樣進行化驗,分析空氣成分的變化,如反縣微量一氧化碳,且是持續(xù)存在的,其濃度隨時間逐漸增加,則可斷定煤炭自燃。