煤炭在地下开采过程中发生自燃现象一直是困扰煤矿安全的严重问题,同样,开采出来的煤炭在地上储运过程发生自燃也是令储运部门头疼的问题。储运过程煤炭发生自燃严重影响交通运输安全,造成环境污染和重大的经济损失。
防止煤自燃的基本原则就是防止燃烧的三个条件同时存在并相互作用,在煤这一自燃物存在的前提条件下,只有防止助燃物和着火源的存在,也就是一阻止氧气(空气)的供应,二保持充分的散热条件,防止危险温度的产生。同时,在管理上加强上述两项措施的实施。
一、阻止空气进入
1、压实
如在储存过程用推土机将煤一层一层压实,尤其是要将堆边大块部分压实,这样可以减少煤堆的空隙度,赶走煤堆空隙中的一部分空气,减少煤与氧气的接触。装车时要有秩序地进行,逐层整形压实。
2、密封
如装车后喷洒抑尘剂(液体篷布),煤堆铺盖一层粘土等都可以减少漏风,减少空气的供给。
二、防止危险温度产生
危险温度来自两方面,一是内部,煤的自燃主要原因是由于吸收了空气中的氧气,使煤的组成物质氧化产生热量,再被水湿润,就放出更多的湿润热,也会加速煤的自燃。此外,煤的自燃还与煤本身的性质有关。这是自燃的主要原因,也是重点防范的方面。二是外部,高温天气、日晒以及明火等。
1)煤堆设置棚子,防止煤堆暴晒。
2)煤场周边设置喷洒水设施,定期向煤堆喷洒水降温,这样做还能够防止煤场扬尘。
3)煤堆的方向以南北方向取长为好,以减少阳光的直接照射。
4)煤堆的场地以水泥地面最为理想,尽量在较低的温度下贮存煤炭,避开中午烈日下进行堆煤,以减少热量的携带。块煤和粉煤以分开贮存。
5)减少煤堆放的时间。
6)定期翻晒。
7)装车前对车厢清扫干净,避免有积水和沉渣。
8)运输过程温度监测,车厢定期洒水冷却。
9)车厢内煤层深部设通风管道,该管道可用PVC管,沿车厢从前到后并排埋设在煤层中。
三、管理措施
上述是从本质上消除煤自燃的条件,在其前提下,管理措施才是防止煤自燃的根本保证:
1、现场管理人员和操作人员应熟悉现场基本情况
(1)分析煤自燃的条件,一般来说,煤炭自燃与下列因素有关:
1)与煤的物理化学性质有关的因素:①煤的粒度;②表面系数;③煤的性质状态(水分、挥发成分及含碳量等);④其他。
2)与煤的堆积状态有关的因素:①堆积方法;②堆积形状;③贮煤量;④贮煤期限,湿度。
3)与环境有关的因素有:①空气的温度、湿度;②风向、风速及通风状态;③其他。
(2)煤的自然发火期、煤的自燃倾向性鉴定,应委托权威的有资质的鉴定单位进行,并根据鉴定结论采取相应的对策措施。
(3)煤的来源分析,了解每批次运输的煤来自哪里的煤矿,煤种及其性质。
(4)储运条件分析,分析现有的储运条件是否满足防止自燃的需要。
2、定期测温
设置自动监测系统(有线),除监测温度外,还可以设置一氧化碳和氧气的检测装置,连续地进行监视。对贮煤场的整体监测,可利用计算机联网的监视终端。
3、分级管理
有的站点根据煤质鉴定报告的结果,采取Ⅰ级限制、Ⅱ级控制、Ⅲ级放开的措施,这是不可取的,也不是长久之计。所谓分级管理,就是对不同的煤采取不同的措施,Ⅰ级容易自燃和Ⅱ级自燃的煤采取更加完善的措施,而对Ⅲ级不易自燃的煤可以少采取或不采取措施。这样减少工作量,节约成本。
4、对每一批新进煤炭做好时间、煤种、场地的登记
5、日常巡视
因为煤发生的自燃起火是缓慢进行的,接近起火时会产生异味和白烟,安全巡视人员应对煤的露出面定期监视,以便早期发现。
6、要建立系统的防范措施
从煤的开采、煤矿的储运、中间单位储运、铁路运输部门的储运等各个环节都要采取防范措施。火种来自哪里?装车前(煤场堆积时,矿内生产时)、装车后。针对不同时期的火种在不同的时期采取相应的对策措施。
7、各类火源的管理
虽然我们在探讨煤自燃的情况,但是煤场中煤是如何燃烧起来的,可能也不排除外在因素引起的着火,如由于存在明火或机械摩擦、电气火灾、雷电危害等。同时,还要预防煤尘和气体爆炸,煤尘和气体爆炸物质往往混在空气中呈悬浮状态,容易形成爆炸性混合物,遇着火源即发生爆炸。这种事故发生突然、危害大,事先作好预防是非常重要的。
8、运输车辆配备专门的押运员,配备干粉灭火器,CO2灭火器,消防水等应急设备
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。