摘要：本文主要介绍了煤炭自然发火的征兆及防煤仓自然发火的措施，通过制定详细的措施，实施有效的举措，避免了选煤厂煤仓发生煤炭自燃发火事故，减少了煤炭损失，保障了矿井安全生产。
关键词：自燃 发火 预防
1、概述
泊江海子矿井煤炭具有发热量高，自燃周期短的特性，长期存放在煤仓内，容易出现自燃现象。为了避免煤仓内存煤时间较长发生自燃的情况，造成大量的人力、物力及财力的消耗和浪费，对煤仓预防自然发火进行了研究。本文就如何预防煤仓自然发火做一简单研究和分析。
2.煤仓情况
泊江海子矿选煤厂共有6个煤仓，其中产品仓4个，原煤仓2个，每个仓存设计为3万吨。产品仓A、B、C、D4个仓可以全部存放精煤，也B、C仓也可以存放原煤。原煤仓分别存放块原煤和末原煤。
6个煤仓每个仓有16台给煤机，煤仓存煤时间过长时，给煤机横梁容易积煤。由于本地煤炭自燃周期短，容易造成煤炭自燃。
3预防措施
通过参考《泊江海子煤矿自然发火实验报》与几个月的探讨和实践，并在实践中总结经验，针对煤仓存煤特点得出了适应本地煤仓预防自燃的一系列方法和措施。
3.1 煤仓存煤自然发火的特点
图1 温度变化率与升温时间和供风量的关系曲线
1）实验初期煤样氧化升温较慢，当供风时间超过17天后，氧化升温开始加快，对应煤温为57.7℃（临界温度）；氧化时间超过28天后，氧化升温迅速加快，对应煤温为102.3℃（干裂温度）；在29天时，升温速度又一次加快，对应煤温为140℃（裂变温度），根据煤自燃规律，12小时后煤温即可超过380℃（燃点）。
2）随煤温升高，煤体氧化放热强度、CO产生率、耗氧速度和升温速率逐渐增加。泊江海子煤临界温度为57.7℃，干裂温度为102.3℃，裂变温度为140℃。煤温小于临界温度时，煤自燃指标性气体浓度增加缓慢；超过临界温度后，增速加快；超过干裂温度后，急剧增加。
3）泊江海子煤在低温氧化初始阶段便伴随着一定量CO，且CO生成率呈稳定上升趋势，因此当井下上隅角测得一定量CO气体，但浓度持续保持稳定属正常情况，一旦出现CO浓度逐渐增大，说明附近煤体氧化速率增加，有自燃征兆。
4）煤自燃高温点动态变化的总趋势是向进风侧移动，随着煤温的升高，耗氧速度加大，高温点向孔隙率大、供氧充分的位置移动，最终移至供风表面，形成明火。
5）煤温超过87℃后，煤体升温速度加快，极值超过4℃/天。煤温超过170℃后，根据煤自燃规律研究，煤体升温速度将进一步急剧增加，在供风充足的情况下，不超过1天时间，煤温即可达到燃点。
6）泊江海子煤的导热性很差，当高温点煤温为170℃时，距其20cm的回风侧温度仅为125.7℃，温差达44.3℃，因此，经常出现煤层内部温度已达到着火点时，在煤体暴露表面却察觉不到温度异常。
3.2预测预报
针对煤仓自然发火的特点，建立预测预报的体系。
1）选煤厂建立日常巡视检查记录台账。煤仓上口现场悬挂防火检查记录牌板，每天安排专人检查仓内CO、瓦斯浓度及煤体表面温度；煤仓下口悬挂防火检查测温牌板，每天检查各给煤机口混凝土温度。检查结果必须及时汇报矿调度所。
2）在每个煤仓上口安装CO传感器、瓦斯传感器，并能够将监测数据传送至监控终端（包括选煤厂终端及矿安全监测监控终端）。CO传感器报警值为50ppm，瓦斯传感器报警值为0.5%。仪器仪表要按规定定期校验。
3）通风队每天编制地面煤仓气体监测报表，报选煤办、矿调度及分管领导审阅。
4）对选煤厂从业人员进行防灭火知识培训，熟知煤炭自然发火征兆。煤仓查火工必须经过专门的防火知识培训，考核合格后方可上岗操作。
5）由矿相关部门每周核查一次存有煤炭的储煤仓内CO、CO2、瓦斯浓度及温度情况，并与选煤厂现场记录相比较，分析发火隐患。
6）选煤厂至少每3天采一次仓内气样（用胶皮管深入仓内6米以上采样，采样时，仓上局扇禁止开启），送通风队进行气相色谱分析，通风队负责报送色谱分析报表至主管部门及矿调度所。
7）发现储煤仓给煤机处混凝土表面温度≥35℃、煤仓上口冒出大量蒸气并伴有烟雾或CO浓度≥50ppm等现象，必须及时汇报矿调度，矿调度及时启动应急预案。
3.3防范措施
针对煤仓自然发火的特点，制定防范措施。
1）煤仓存煤时间要求：煤仓内存放的精煤不得超过30天，存放的原煤不得超过40天。
2）在进行放仓及销售时，煤仓下口各台给煤机必须轮换开启，每台给煤时间不得少于30分钟，并按照设备编号建立给煤机运转记录台账，确保所有给煤机轮换开启，避免长期不开造成煤炭滞留发生自燃现象。
3）矿井如停产检修或遇其他不确定因素停止销售15天以上，必须将所有煤仓内存煤放空。
4）选煤厂要做好放仓及清仓记录，必须做到循环放仓、定期清仓。选煤厂一个月将所有煤仓循环放空一次，两个月循环清理一次给煤机横梁上方的积煤。
5）由于当地冬季气温比较低，温度最低是能低至-30℃，因此必须确保冬季仓下供暖，防止煤仓漏煤口冻实造成给煤机无法放煤。
6）整个系统停止运转期间，煤仓下给煤机所有闸板必须全部关闭，减小仓内漏风。
3.4技术改造方案
为了减少煤仓结构梁上积煤情况，采取25mmPPS耐磨高分子材料板（或不锈钢板）替代目前横梁上的普通钢板。
PPS耐磨高分子材料，是一种综合性能优异的特种工程塑料。PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点，被广泛用作结构性高分子材料，表面光滑，阻力小可以很好的防止煤堆积。
考虑到块原煤仓粒度较大，对横梁的冲击力较大，故暂不考虑安装，在4个产品仓和末原煤仓安装高分子密度板。
4.结论
通过半年的理论与实际相结合，把总结出来的预防煤炭自燃防范措施应用到实践中，严格做到预防预报和防范措施的要求，选煤厂6个煤仓（2个原煤仓、4个产品仓）均未发生煤炭自然发火的情况，避免了因煤炭自然发火造成的人力、物力和财力的消耗和浪费，确保了煤矿安全生产。
参考文献：
【1】 金永飞 煤仓自然发火过程高温点运移规律试验研究 《煤炭科学技术》2016年10月
【2】 杨俊民，孙冰 煤仓自然发火因素分析及防治技术 《煤矿安全》 2014年3月
【3】 周平，邢立杰 特大型储煤仓自燃发火治理技术 2015年6年
论文作者:钟章胜,赵海峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/29
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