
【化】 coal ignitability
coal
【化】 coal
【医】 anthraco-
catch fire; fire; inflame; kindle; take fire
【化】 ignition
【医】 inflame
煤着火性(英文:Spontaneous Combustion Tendency)指煤在常温常压下与空气中的氧气发生缓慢氧化反应,并蓄积热量最终导致自燃的固有属性。该特性是评估煤炭储存与运输安全风险的核心指标,其本质是煤的氧化动力学特性与放热特性的综合体现。
煤着火性反映煤的自燃倾向性,取决于其化学组成(如活性官能团、矿物质含量)和物理结构(孔隙率、比表面积)。煤中活性组分(如烷基侧链、含氧官能团)在低温阶段吸附氧气发生放热反应,若散热条件不足,热量积累将引发自燃。美国能源部将这一过程描述为“低温氧化→热量积聚→临界温度→自燃”的链式反应。
国际通用实验室测定法包括:
因素 | 作用机制 |
---|---|
煤化程度 | 褐煤>烟煤>无烟煤(褐煤含氧官能团多,活性更高) |
黄铁矿含量 | FeS₂氧化放热加速温升(每1%黄铁矿可使温升速率提高20%) |
水分与粒度 | 水分>12%促进氧化;粒径<6mm增大了氧化表面积 |
地层赋存条件 | 高瓦斯压力煤层吸附态甲烷解吸时吸热,可抑制着火性 |
依据《煤矿安全规程》(国家煤矿安全监察局),煤着火性分级(Ⅰ类不易自燃~Ⅳ类易自燃)直接决定:
重要公式:煤自燃临界温度判定模型
$$ T_c = frac{E_a}{R ln left( frac{A cdot Q_0 cdot delta}{lambda cdot T_0} right)} $$ 其中 $E_a$ 为活化能,$R$ 为气体常数,$A$ 为指前因子,$Q_0$ 为单位耗氧放热量,$delta$ 为煤体特征尺寸,$lambda$ 为导热系数(来源:煤炭科学研究总院《煤自燃理论及其防治技术》)。
权威参考来源
“煤着火性”是描述煤炭在特定条件下发生自燃或引燃难易程度的技术指标,涉及物理化学特性与环境因素的综合作用。以下是详细解析:
煤着火性指煤从缓慢氧化过渡到剧烈燃烧的临界特性,核心机理是煤氧复合作用。当煤暴露于空气中,表面吸附氧气发生氧化反应,释放热量。若热量积累超过散逸速度,温度升至临界值(通常60-80℃),便会引发自燃。
煤质特性
环境条件
工程中常用以下指标定性评估:
煤着火性直接影响煤矿安全与储存管理。高着火性煤层需采取封闭采空区、注氮惰化等措施,防止自燃火灾。例如,新疆部分露天煤矿因煤层露头多,自燃风险较高,需定期监测温度变化。
如需更完整的实验数据或具体煤种指标,可参考煤炭工业标准或相关研究文献。
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