煤自燃也称煤炭自然,是煤不经点燃而自行着火的现象,并非所有的煤炭都能发生自燃,煤炭自燃必须具备一定的条件。
1、具有自燃倾向性
自燃倾向性即在常温下有较高的氧化活性,此为煤的内部特性,它取决于成煤物质和成煤条件,表示煤与氧气相互作用的能力。完整的煤体只能在其表面发生氧化反应,氧化生成的热量少且不易积聚,所以不会自燃。相反,煤受压时引起煤分子结构的变化,含氧游离基增加;另外,煤的破碎程度越大,氧化表面积越大,也就越容易自燃。综上所述,煤炭自燃的先决条件是:具有自燃倾向性的煤呈破碎状态存在。
2、有连续的供氧条件
煤炭自燃属于复杂的链式自由基氧化反应,因此,只有不断的氧气供应,才能使得自燃过程
持续向下进行。
3、热量易于积聚
煤氧化过程中生成的热量,条件适宜时发生蓄积,煤温持续升高,使得反应不断进行并加速。即氧化生成热量大于散失热量,直至破碎煤体蓄积热量达到其着火点后便可发生自燃。
因此,煤炭自燃的条件必须是“具有自燃倾向性的煤炭,呈一定厚度的破碎状堆积和有连续的供氧条件,且热量易于积聚”,3个条件同时存在,缺一不可。在防治煤炭自燃的时候,任何防灭火技术和材料只要切断其中的任何一个乃至全部条件,那么就可以起到有效的防治效果。因此,所采用的防灭火技术与材料须满足以下条件:
(1)覆盖煤体并封堵松散煤体的空隙,减少甚至杜绝漏风,隔绝煤体与氧气的接触。
(2)充分惰化存在煤层自燃的采空区。
(3)吸收煤体周围空间储存的热能,降低煤温。
(4)破坏煤体表面的各种活性基团结构,阻化煤氧反应。