煤自燃的过程是什么?

发布日期：2025-08-01 00:27    点击次数：136

煤自燃是煤矿重大安全隐患之一，其发生机制复杂，涉及物理、化学及热动力学等多个过程，可分为低温氧化、热积累和燃烧三个阶段。在低温氧化阶段，煤开始吸收氧气并缓慢氧化，释放少量热能：若热量未能有效散发，煤体内部将积累热量，导致温度升高并加速氧化反应，进入热积累期；当温度升至煤的自燃点时，即进入火灾发生期。此过程受到诸多因素的影响，如煤的种类、孔隙率、含水量，以及环境中的氧浓度和温度等。

煤自燃过程可划分为准备期、自热期及燃烧期三个主要阶段，其中自热期的达到临界温度是引发自燃的关键，而临界温度受煤体自身的变质程度、化学性质及外部蓄热环境的共同影响。在煤自燃初始阶段的准备期，氧气分子渗透进煤粒孔隙内部，与煤表面的活性基团发生化学吸附和反应，生成吸附氧化复合物。随着反应继续，煤的温度会升高，导致氧化反应加速，即进入自热期(或加速氧化期)，产生大量的热量和热分解气体。

如果热量未能及时散发，会使得煤温持续上升至煤的热分解温度，此时，大量的可燃气体和焦炭生成，如果遇到火源可能会引发火灾。

煤在自燃过程中，除了导致氧气减少和热量累积外，还会生成一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等多种气体。这些气体的生成与煤自燃的不同阶段有着直接联系，它们作为煤自燃阶段的标志气体，在学术研究和采矿作业中均有应用。

徐州吉安矿业科技有限公司研发的煤自燃在线监控与智能预警系统主要由数据采集层、数据传输层、控制及数据分析层三部分组成，实现了井下气体自动采样、分析及预警的功能。地面上位机能够实时显示井下设备工作状态、远程控制井下设备的工作模式、对指定地点气体进行采样分析，信息化、智能化程度高，灵活便捷。公司研发团队对全国近200多个矿的煤样进行了标志性气体产生规律的测试，并分析总结出了不同煤种的煤自燃预警临界指标。可以依据应用矿井的煤种设置煤自燃预警临界指标，系统软件会自动调用内置分析模型，通过与监测数据的对比分析，实现对煤自燃的低温氧化智能预警。

参考文献：

[1]罗中正. 高位巷抽采条件下采空区遗煤自燃规律及防治技术研究[D]. 中国矿业大学,2024.