
【化】 coal ignitability
coal
【化】 coal
【醫】 anthraco-
catch fire; fire; inflame; kindle; take fire
【化】 ignition
【醫】 inflame
煤着火性(英文:Spontaneous Combustion Tendency)指煤在常溫常壓下與空氣中的氧氣發生緩慢氧化反應,并蓄積熱量最終導緻自燃的固有屬性。該特性是評估煤炭儲存與運輸安全風險的核心指标,其本質是煤的氧化動力學特性與放熱特性的綜合體現。
煤着火性反映煤的自燃傾向性,取決于其化學組成(如活性官能團、礦物質含量)和物理結構(孔隙率、比表面積)。煤中活性組分(如烷基側鍊、含氧官能團)在低溫階段吸附氧氣發生放熱反應,若散熱條件不足,熱量積累将引發自燃。美國能源部将這一過程描述為“低溫氧化→熱量積聚→臨界溫度→自燃”的鍊式反應。
國際通用實驗室測定法包括:
因素 | 作用機制 |
---|---|
煤化程度 | 褐煤>煙煤>無煙煤(褐煤含氧官能團多,活性更高) |
黃鐵礦含量 | FeS₂氧化放熱加速溫升(每1%黃鐵礦可使溫升速率提高20%) |
水分與粒度 | 水分>12%促進氧化;粒徑<6mm增大了氧化表面積 |
地層賦存條件 | 高瓦斯壓力煤層吸附态甲烷解吸時吸熱,可抑制着火性 |
依據《煤礦安全規程》(國家煤礦安全監察局),煤着火性分級(Ⅰ類不易自燃~Ⅳ類易自燃)直接決定:
重要公式:煤自燃臨界溫度判定模型
$$ T_c = frac{E_a}{R ln left( frac{A cdot Q_0 cdot delta}{lambda cdot T_0} right)} $$ 其中 $E_a$ 為活化能,$R$ 為氣體常數,$A$ 為指前因子,$Q_0$ 為單位耗氧放熱量,$delta$ 為煤體特征尺寸,$lambda$ 為導熱系數(來源:煤炭科學研究總院《煤自燃理論及其防治技術》)。
權威參考來源
“煤着火性”是描述煤炭在特定條件下發生自燃或引燃難易程度的技術指标,涉及物理化學特性與環境因素的綜合作用。以下是詳細解析:
煤着火性指煤從緩慢氧化過渡到劇烈燃燒的臨界特性,核心機理是煤氧複合作用。當煤暴露于空氣中,表面吸附氧氣發生氧化反應,釋放熱量。若熱量積累超過散逸速度,溫度升至臨界值(通常60-80℃),便會引發自燃。
煤質特性
環境條件
工程中常用以下指标定性評估:
煤着火性直接影響煤礦安全與儲存管理。高着火性煤層需采取封閉采空區、注氮惰化等措施,防止自燃火災。例如,新疆部分露天煤礦因煤層露頭多,自燃風險較高,需定期監測溫度變化。
如需更完整的實驗數據或具體煤種指标,可參考煤炭工業标準或相關研究文獻。
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