煤堆自燃、预防、扑救之我见

煤堆自燃、预防、扑救之我见

毛仲伟

河南省中原大化集团有限责任公司 457000

摘要：煤堆氧化自燃是现代煤化工装置储煤系统的重大事故隐患，也是增加生产成本，影响企业安全标准化，发生燃烧事故、中毒事故的主要原因之一，只有认真分析了解煤堆自燃的原因，制定切实有效的防治措施，才能保证企业安全、高效、平稳生产。

关键词：煤堆、自燃、事故、预防、灭火。

现代煤化工装置要保证连续、常态化生产，就必须要完善储煤系统，保证原材料的足量供应，建立健全生产调控机制。生产运行调控是一个大系统，进、销、存管理也是一个大系统，而且是有效提升企业管理水平，实现良好经济效益的重要途径。开展进销存管理可以根据市场行情有效降低购买成本，使原料、产品低进高出，为公司减少开支，节约经费，创造价值，但在物资储存中也存在些许问题，就煤化工装置区煤堆屡屡自燃来说，就是一个确实存在，而且需待改进的问题。

除无烟煤外，一般煤质都有自燃能力，这主要是因为煤含有某些挥发物、不饱和化合物、硫化铁等物质，它们大多性质活泼，具有、易燃，有刺激性气味，对环境有危害，对水体可造成污染等特性，煤炭长期堆积会因氧化作用，使煤的灰分升高，其实，煤在低温时氧化速度并不快，不过他具有吸附蒸汽和气体的特性，并能使其在煤的表面浓缩而变成液体，同时放出热量，温度越高，反应越快，当煤温升到60度时就会加快氧化速度，温度继续升高，直到发生自燃，甚至会引起燃烧和爆炸事故，燃烧的开始阶段往往是阴燃，在燃烧过程中由于存在不完全燃烧现象，会释放一氧化碳气体，造成人员窒息事故。所以说煤堆自燃不仅会增加生产成本，使大量的煤白白烧掉而更重要的严重影响企业安全标准化，制约企业发展，因此我们有必要在现代煤化工生产的储煤系统认真开展分析了解煤堆自燃的原因，制定切实有效的防治措施，只有这样才能保证企业有效避免发生燃烧、爆炸、中毒事故，为企业安全、高效、平稳生产提供可靠保证。

一、煤堆自燃原因分析

（一）潮湿空气、水分对煤堆的影响

煤炭露天储存时会吸附空气中的蒸汽、水分，并在其表面凝结成细小雾滴，这些雾滴与煤炭中的硫化亚铁以及不饱和的化合物反应，产生热量，热量会加速内部介质分解氧化，当积热超过煤炭自燃的临界温度时，便会引发煤堆内部自燃。

（二）煤堆不当的储存方式对煤堆的影响

1、当煤堆温度超过临界温度发生自燃时，若煤堆在储存过程中比较松散，内部有较多空气则会加速氧化分解过程，不断生成新的连锁反应自由基，会加速煤炭燃烧力度。

2、当煤堆室内储存时间较长，通风不畅时，由于内部积热无法散去，当积热达到一定程度，符合燃烧条件时也会发生燃烧。

（三）外接环境对煤堆的影响

露天储存煤炭时，由于降雨的原因，煤堆被雨水浸透并通过煤堆底部排出水分，同时带走细小的煤粉粉末，使其内部变得松散，积存了大量的空气，由于煤堆遇水氧化和放热反应发生自燃，在外界风力和空气对流良好作用下，会加速燃烧速度。

二、预防和控制措施

充分了解和分析了煤堆自燃的特性，我们就能找到预防煤堆自燃的方法，并制定相应的应对措施。煤堆氧化自燃的本质是煤与氧气反应产生热量，因此预防氧化的方法必须从控制煤堆内氧气含量入手。常用的预防氧化的方法包括：

首先，要尽可能的缩短煤炭的存放时间，在用煤上保证“先进先出”的原则。尽可能将新采的煤炭先使用，避免煤炭长时间堆积在煤堆中。这样可以减少煤炭内部积热的时间，降低氧化反应的发生概率，从而减少自燃的风险。

其次，煤炭的堆放方式也要注意。应该采用分层、分区域的堆放方式，使每层煤炭的高度不宜过高，每层之间应留出空隙，以利于空气流通和热量散发。还可以使用防火布等材料将煤堆覆盖起来，减少煤堆内氧气的含量，防止氧化反应的进行。利用运煤专用车辆或工具将煤堆压实，减少煤堆内部的孔隙和存在的空气，使煤堆内部缺少助燃物，即便发热也不能达到燃烧条件。

同时还应注意控制煤堆的温度、湿度，要定期给煤测量温度，当温度超过60度时要自燃通风或强制通风，挖出发热的煤撒开冷却，然后填进新鲜的煤使其内部温度降到临界温度以下，避免形成自燃条件。煤堆内湿度过高会导致煤的水分蒸发，增加氧气含量，加速氧化反应的进行。因此应该控制煤堆内的湿度，保持煤堆的湿度在10%~15%之间，避免水分蒸发导致煤堆内氧气含量的增加。如果条件允许也可采用通风的方法，减少煤中的水分，如果煤中水分很低，其内部的孔隙和煤粒间将会充满大量的空气，由于煤堆的通风良好，煤氧化生成的热量很快就会被空气带走，将煤堆内部产生的热量散发出去，使煤堆达不到自燃点，同样也可以起到预防煤堆自燃的作用。

最后，定期检查和监测煤堆的变化也是预防氧化自燃的重要手段。煤堆管理人员应该定期对煤堆进行检查，了解煤堆的温度、湿度、氧气含量等参数的变化情况，及时发现煤堆氧化的迹象。同时，应该安装温度、湿度、氧气含量等监测设备，实时监测煤堆内的变化，及时采取措施预防氧化反应的发生。

除以上方法外预防储煤自燃时还应充分考虑地基、排水、周边设备设施以及气候等方面的诸多因素对煤堆自燃的影响。

三、煤堆自燃的灭火方法

煤堆氧化自燃一旦发生，其扑救难度难度较大，主要原因在于煤堆自燃是由于其内部自热、自反应的热量积蓄而产生的，开始由于内部空气少，氧含量低，燃烧速度缓慢，火灾的初期阶段、甚至发阶段不易被发现，因此在煤堆储存过程中要加强管理，建立定期巡查制度，增加固定式感温探测器进行不间断技术检测，制定相应的安全措施和应急处置措施，采取合理的灭火方法和合适的灭火剂，全面做好煤堆自燃和火灾形成的预防及灭火工作，才能有效避免煤堆自燃事故的发生。

（一）扑救方法的选择

针对煤堆氧化自燃，常用的扑救方法包括冷却、控制氧气含量、移动煤堆等。

其中，冷却是最常用的方法之一。可以通过向煤堆内部喷水或者使用冷却剂来降低煤堆的温度，以防止氧化反应的继续发生。在煤堆发生自燃初期一般处于阴燃阶段，此时煤堆内部氧化、分解不快，燃烧速度相对缓慢，产生的热量不高，在灭火中应迅速把内部高温阴燃的煤挖出后用水将它浇灭，同时填入新鲜的煤或进行通风降温。

控制氧气含量也是另一种有效的扑救方法。可以通过向煤堆内部通风，可以将新鲜空气带入煤堆内部，从而降低氧气含量，减缓氧化反应的速度。通风的方法可以通过自然通风或者人工通风来实现。自然通风是通过利用自然气流来实现通风的，而人工通风则是通过使用风机等设备来实现通风的。另外，惰性气体也是一种常用的控制氧气含量的方法。通过向煤堆内部注入惰性气体，可以将煤堆内部的氧气含量降低到安全水平，从而减少氧化反应的速度。需要注意的是，在使用惰性气体时需要选择合适的气体种类和浓度，以确保达到预期的效果。

移动煤堆也是一种有效的扑救方法。当发现煤堆内部出现氧化自燃现象时，可以将煤堆内部的燃烧部分移动到开阔地带进行扑救，从而防止火势蔓延和扩大。移动煤堆的方法可以通过机械装置或者人工操作来实现。

（二）扑救过程中的注意事项

煤堆一旦发生自燃，小面积燃烧，在灭火中一般不应采取用水灭火。因为当煤堆湿后含有一定水分时，就会使煤堆氧化后产生的热量在内部积聚，使温度升高，不但起不到灭火作用，而且会增强煤堆的自燃能力。如果煤堆燃烧发现不及时造成大面积燃烧，则必须尽快用水彻底阴透，降低煤堆的燃点，当煤堆水分含量过高时，煤的内部孔隙以及煤粒之间都被水灌满，空气不易进入，难于氧化，即便是氧化，但生成的热量也会被周边的水分吸收，达不到煤的燃点。所以在扑救煤堆自燃火灾时一定要视情况选择正确的灭火方法，切不可盲目用水。

总之煤堆自燃的防治应以防为主，以治为辅。充分了解煤堆自热、自燃规律，科学预测，自然预警，采取科学合理的灭火方法，严格执行煤堆管理规定，就能有效地预防煤堆的自燃事故发生，有效减少公司的损失，保证企业良性高效发展。

参考文献：《煤炭行业新标准新规程》《煤化工工程设计防火标准》《消防技术标准规范汇编》等。

作者简介：毛仲伟 1970年12月5日 男 河南省 濮阳市 范县 汉 大专 河南省中原大化集团有限责任公司防火检查办公室主任，一级注册消防工程师 河南省中原大化集团有限责任公司 研究方向:消防安全