在港口、洗煤厂、煤仓、发电厂甚至远洋海轮上,煤堆长期呈露天堆放。然而煤本身是一种多孔自热介质,在与氧气的持续接触过程中煤堆内部会不断产生热量,在特定蓄热环境下发生阴燃,最终导致发火。煤堆自燃不但造成大量经济损失、其释放的一些自燃气体会污染大气环境,自燃过程中的煤堆是一种重大安全隐患,应该采取合理措施去避免煤堆自燃。
研究表明:
(1)在多风天气下,煤堆内部会形成大量漏风通道,从迎风表面沿漏风通道煤堆温度会先升高后降低,高温区距迎风面数米位置。
(2)降低煤堆倾角和高度会改变煤堆内部的漏风强度和分布,使高温区位置发生前移,并降低其升温速率,起到一定的冷却效果,二者相比,降低倾角带来的防火效果更加明显。
(3)含水煤堆升温趋势与干燥(低水分)煤堆有明显不同,煤堆在温度上升过程中,会经历一个水分蒸发阶段,期间属于煤堆的安全保存期,水分蒸发殆尽后煤堆开始快速升温。
(4)高温煤堆注水后会起到临时的降温效果,但注水量越高,后期的升温速率越快,适当的循环注水可以起到较长的冷却效果,在煤堆中水分参与的化学反应以及自身蒸发产生的热量传递复合起来是一种综合理化现象。
煤炭堆放防自燃措施:
煤炭在自然堆放时,一般中心部位处颗粒较细,越往四周颗粒越粗。相应地,从中心往四周,空隙越来越大,通风散热条件越来越好,冷却层和氧化层越来越厚。
煤炭自燃一般发生在氧化层,同时伴随着温度升高,产生冒热气、冒烟等现象。当发现煤堆上某处释放热气或冒烟,则自燃点一定在该部位垂直向下的氧化层内。因为,受煤炭自热或自燃的热压作用,气体流动方向为垂直向上。一旦某个部位的煤炭发生了自燃,也会使其上部冷却层的煤炭自燃。
改善煤炭堆放场地条件。堆放煤炭场地以水泥类硬质地面最为理想,地面不宜铺垫空隙较大的纣垫物,以防空气进入煤堆增加自燃风险。
选择合适贮煤场和堆置方式。宜将贮煤场设在宽敞背光的地方,或者设置煤棚,保持贮煤场通风良好,防止煤堆暴晒,同时周围无高温热源。煤炭长期贮存时要喷水压实,尽量减少煤堆中的空气。
釆取合理堆煤方式。存贮的煤堆间应留出足够的翻跺距离,特别是对容易自燃的煤种,如褐煤、长焰煤、不粘煤、喷欥煤或经过掺配的煤炭,重点监控堆放通道的预留。尽量在较低的温度下贮存煤炭,避开在中午烈日下进行堆煤,以减少热量的积聚。块煤、末煤混在一起的煤堆,由于煤堆中有相当多的空气使煤炭氧化,导致温度迅速升高,因此,块煤和末煤以分开贮存为宜。末煤单独贮存时可以用推土机一层一层地压紧,尽量减少煤堆中的空气,从而不易引起自燃。
减少堆放的时间。煤炭的存放时间应根据煤质而定,加快煤炭发送周转效率,合理使用货位,有条件的应该做到装车当天上煤,剩余煤炭应及时清理出货位。
避免新、老煤炭混放。新煤堆放在老煤上可能造成煤炭的粒度分离,从而扩大氧化面积。因此,应从源头上避免新、老煤炭混放,并定期对老煤炭状态进行测温和检查。
徐州吉安矿业科技有限公司研发的普瑞特煤氧抑制剂与水混合后喷洒于煤体表面,在煤体表面形成一层高分子保护膜。该保护膜具有多重功效,既能隔断煤氧接触,抑制煤炭自燃,延长煤炭储放周期,也能有效抑制煤尘飞扬避免环境污染和风雨侵蚀造成的重量损失。