矿井火灾学-2

1、矿井火灾学矿井火灾学v由于煤的化学结构非常复杂，人们至今还不能完由于煤的化学结构非常复杂，人们至今还不能完全阐述清楚煤的自燃机理。近些年来通过对煤自全阐述清楚煤的自燃机理。近些年来通过对煤自燃的宏观特性（氧化产热量、产物和耗氧量）与燃的宏观特性（氧化产热量、产物和耗氧量）与煤自燃过程中微观结构（官能团、自由基）的变煤自燃过程中微观结构（官能团、自由基）的变化特征的深入研究，对煤自燃的认识不断深入。化特征的深入研究，对煤自燃的认识不断深入。v本章将较全面地介绍煤炭自燃研究方面的新进展本章将较全面地介绍煤炭自燃研究方面的新进展，较深入地对煤自燃过程及影响因素进行分析，较深入地对煤自燃过程及影响因素

2、进行分析，较系统地阐述煤在低温氧化过程中的自燃特性和较系统地阐述煤在低温氧化过程中的自燃特性和煤自燃倾向性、自然发火期等的测试与确定方法煤自燃倾向性、自然发火期等的测试与确定方法。 第二章第二章 煤的自燃及其特性煤的自燃及其特性 第一节第一节 煤的基础特性煤的基础特性v一、煤的形成及分类一、煤的形成及分类v我国煤炭分类，首先按煤的干燥无灰基挥发分我国煤炭分类，首先按煤的干燥无灰基挥发分37%、10、10%，将所有煤分为褐，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤。然后烟煤又按挥发分煤、烟煤和无烟煤。然后烟煤又按挥发分10%20%、20%28%、28%37%和和 37%的四个阶段分为低、中、中高及高挥的四

3、个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤，同时还根据表征烟煤煤化程度的参数发分烟煤，同时还根据表征烟煤煤化程度的参数（粘结指数、胶质层最大厚度或奥亚膨胀度），（粘结指数、胶质层最大厚度或奥亚膨胀度），将烟煤划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、将烟煤划分为长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中中粘煤、气煤、气肥煤、粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤和贫煤。瘦煤、贫瘦煤和贫煤。 表表2-1-1 我国煤种的主要特征及分布地区我国煤种的主要特征及分布地区v二、煤的结构及基本性质二、煤的结构及基本性质v煤的结构十分复杂，一般认为它具有高分子聚合煤的结构十分复杂，一般认为它具有高分

4、子聚合物的结构，但又不同于一般的聚合物，它没有统物的结构，但又不同于一般的聚合物，它没有统一的聚合单体。煤的大分子是由多个结构相似的一的聚合单体。煤的大分子是由多个结构相似的“基本结构单元基本结构单元”通过桥键连接而成。这种基本通过桥键连接而成。这种基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，它可分为规结构单元类似于聚合物的聚合单体，它可分为规则部分和不规则部分。规则部分由几个或十几个则部分和不规则部分。规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、氧、硫苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，成为基本结构单元的核或芳等元素）缩聚而成，成为基本结构单元的核或芳香核；不规

5、则部分则是连接在核周围的烷基侧链香核；不规则部分则是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团。随着煤化程度的提高，构成核的和各种官能团。随着煤化程度的提高，构成核的环数增多，连接在核周围的侧链和官能团数量则环数增多，连接在核周围的侧链和官能团数量则不断变短和减少。不断变短和减少。v基本结构单元的缩合环上连接有数量不等的烷基基本结构单元的缩合环上连接有数量不等的烷基侧链和官能团。煤分子上的官能团主要是含氧官侧链和官能团。煤分子上的官能团主要是含氧官能团，有羟基（能团，有羟基（-OH)、羧基（、羧基（-COOH)、羰基、羰基（=C=O）、甲氧基（）、甲氧基（-OCH3）等，随煤化程）等，随煤化程度的提高

6、，甲氧基、羧基很快消失，其它含氧基度的提高，甲氧基、羧基很快消失，其它含氧基团在各种煤化程度的煤中均有存在。此外还有少团在各种煤化程度的煤中均有存在。此外还有少量的含氮官能团和含硫官能团。量的含氮官能团和含硫官能团。 v在煤大分子中结构单元之间的连接是通过次甲基在煤大分子中结构单元之间的连接是通过次甲基键键-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-，醚键醚键-O-，次甲基醚键，次甲基醚键-CH2-O-、-CH2-S-，硫，硫醚键醚键-S-、-S-S-以及芳香碳以及芳香碳-碳键碳键Car-Car等桥等桥键实现的。在低煤化程度的煤中桥键最多，主要键实现的。在低煤化程度的煤中桥键最多

7、，主要形式是次甲基键、醚键、次甲基醚键；中等煤化形式是次甲基键、醚键、次甲基醚键；中等煤化程度的煤中桥键最少，主要形式是甲基键、醚键程度的煤中桥键最少，主要形式是甲基键、醚键；到无烟煤阶段时桥键有所增多，主要形式是芳；到无烟煤阶段时桥键有所增多，主要形式是芳香碳香碳-碳键。碳键。 第二节第二节 煤的自燃假说煤的自燃假说v为解释煤炭自燃的起因，各国学者先后提出了各为解释煤炭自燃的起因，各国学者先后提出了各种假说，主要有黄铁矿作用、细菌作用、酚基作种假说，主要有黄铁矿作用、细菌作用、酚基作用、自由基作用、煤氧复合作用等假说，其中煤用、自由基作用、煤氧复合作用等假说，其中煤氧复合作用假说现已被国内外

8、广泛认同。氧复合作用假说现已被国内外广泛认同。v一、黄铁矿作用假说一、黄铁矿作用假说vPolt和和Berzelius认为煤的自燃是由于煤层中认为煤的自燃是由于煤层中的黄铁矿（的黄铁矿（FeS2）与空气中的水分和氧相互作）与空气中的水分和氧相互作用放出热量而引起的。用放出热量而引起的。v此假说认为，煤炭自热是氧和水与煤中的黄铁矿此假说认为，煤炭自热是氧和水与煤中的黄铁矿按以下化学反应式作用生热的结果：按以下化学反应式作用生热的结果：v2FeS2+7O2+2H2O 2FeSO4+2H2SO4+25.7kJv温米尔（温米尔（T.F.Winmill）认为黄铁矿只有在占比）认为黄铁矿只有在占比例较大并且

9、处于被分解成极细微状态时才可能引例较大并且处于被分解成极细微状态时才可能引发煤炭自热。格瑞哈姆（发煤炭自热。格瑞哈姆（Graham）绝大多数）绝大多数的井下煤炭发热都归因于潮湿空气中黄铁矿的氧的井下煤炭发热都归因于潮湿空气中黄铁矿的氧化，其反应通常可由以下反应式表述：化，其反应通常可由以下反应式表述：v2FeS2+7O2+16H2O 2FeSO47H2O +2H2SO4+1327.2kJ v 此后，许多学者对煤炭自燃黄铁矿学说进行了更为系统的此后，许多学者对煤炭自燃黄铁矿学说进行了更为系统的探讨，认为煤在低温条件下的自身氧化是在有机催化剂参探讨，认为煤在低温条件下的自身氧化是在有机催化剂参与下

10、进行的，这样的催化剂是多酚还原链，其过程是在水与下进行的，这样的催化剂是多酚还原链，其过程是在水参与下黄铁矿氧化时形成的硫酸使煤质中的有机物质形成参与下黄铁矿氧化时形成的硫酸使煤质中的有机物质形成磺基化合物，磺基化合物进而转换成酚链化合物，它们在磺基化合物，磺基化合物进而转换成酚链化合物，它们在煤低温氧化反应是一种催化作用的化合物，而酚链化合物煤低温氧化反应是一种催化作用的化合物，而酚链化合物极易氧化而导致煤炭自燃。极易氧化而导致煤炭自燃。v 但是，黄铁矿导因说在煤炭自燃学说发展的过程中不断受但是，黄铁矿导因说在煤炭自燃学说发展的过程中不断受到质疑，因为采煤的实践和科学研究都说明，发生自燃的到

11、质疑，因为采煤的实践和科学研究都说明，发生自燃的煤炭并不都含有黄铁矿，不含黄铁矿的煤照样自燃。然而煤炭并不都含有黄铁矿，不含黄铁矿的煤照样自燃。然而许多研究仍然说明，煤中含有黄铁矿，尤其是其量较大时许多研究仍然说明，煤中含有黄铁矿，尤其是其量较大时，将有助于煤自燃过程的发展，它起着催化剂的作用。，将有助于煤自燃过程的发展，它起着催化剂的作用。 v二、自由基作用假说二、自由基作用假说v煤是一种有机大分子物质，在外力（如地应力、煤是一种有机大分子物质，在外力（如地应力、采煤机的切割等）作用下煤体破碎，产生大量裂采煤机的切割等）作用下煤体破碎，产生大量裂隙，必然导致煤分子的断裂。分子链断裂的本质隙，

12、必然导致煤分子的断裂。分子链断裂的本质就是链中共价键的断裂，从而产生大量自由基。就是链中共价键的断裂，从而产生大量自由基。自由基可存在于煤颗粒表面，也可存在于煤内部自由基可存在于煤颗粒表面，也可存在于煤内部新生裂纹表面，为煤自然氧化创造了条件，引发新生裂纹表面，为煤自然氧化创造了条件，引发煤的自燃。该假说认为煤自由基氧化反应经历了煤的自燃。该假说认为煤自由基氧化反应经历了如下过程：如下过程： 2RROROORRgR ggg 外力作用 v煤中自由基与煤中自由基与O2反应，生成过氧化物自由基。此反应，生成过氧化物自由基。此反应为放热反应，产生的热量导致煤温缓慢上升反应为放热反应，产生的热量导致煤温

13、缓慢上升，并使过氧化物自由基进一步反应：，并使过氧化物自由基进一步反应：v过氧化物（过氧化物（ ）根据其结构不同，进一）根据其结构不同，进一步分解：步分解： ROOR HROOHRgg ROOH v同时，还存在下列反应：同时，还存在下列反应：v通过以上反应，生成了通过以上反应，生成了CO、CO2、甲醇、甲醛、甲醇、甲醛等气体，同时生成了新的自由基。新的自由基再等气体，同时生成了新的自由基。新的自由基再与氧气反应，产生更多的热量，使温度进一步升与氧气反应，产生更多的热量，使温度进一步升高。如此反复，在适合的蓄热条件下，使煤温大高。如此反复，在适合的蓄热条件下，使煤温大幅度升高，直至燃烧。同时，当

14、温度升高到一定幅度升高，直至燃烧。同时，当温度升高到一定程度，煤发生裂解反应，生成烷烃和烯烃气体。程度，煤发生裂解反应，生成烷烃和烯烃气体。 v但煤自燃自由基作用假说认为，煤中最初自由基但煤自燃自由基作用假说认为，煤中最初自由基的产生即链式反应的引发是由于机械力作用，然的产生即链式反应的引发是由于机械力作用，然而实践证明在未受外力作用下，煤照样自燃。煤而实践证明在未受外力作用下，煤照样自燃。煤的自燃过程也表明，煤的自燃有较长的准备期，的自燃过程也表明，煤的自燃有较长的准备期，而自由基通常在快速的化学链锁反应中产生或需而自由基通常在快速的化学链锁反应中产生或需要新的能量的激发，自由基存活的时间也

15、非常短要新的能量的激发，自由基存活的时间也非常短，因此自由基还不能说明煤在低温氧化阶段的反，因此自由基还不能说明煤在低温氧化阶段的反应特性，其对煤自燃过程的影响还在进一步的研应特性，其对煤自燃过程的影响还在进一步的研究中。究中。 v三、煤氧复合作用假说三、煤氧复合作用假说v煤氧复合作用假说认为煤自燃的主要原因是煤与煤氧复合作用假说认为煤自燃的主要原因是煤与氧气之间的物理、化学复合作用的结果，其复合氧气之间的物理、化学复合作用的结果，其复合作用是指包括煤对氧的物理吸附、化学吸附和化作用是指包括煤对氧的物理吸附、化学吸附和化学反应产生的热量导致煤的自燃。该假说已在实学反应产生的热量导致煤的自燃。该

16、假说已在实验室的实验及现场的实践中得到不同程度的证实验室的实验及现场的实践中得到不同程度的证实，因此得到了国内外的广泛认可。，因此得到了国内外的广泛认可。 v经过长期的研究，人们认识到煤氧复合过程是一经过长期的研究，人们认识到煤氧复合过程是一个极其复杂的物理、化学过程。当煤表面暴露于个极其复杂的物理、化学过程。当煤表面暴露于空气中时，首先是煤粒表面对空气中氧的物理吸空气中时，首先是煤粒表面对空气中氧的物理吸附，产生物理吸附热，同时煤中原生赋存的瓦斯附，产生物理吸附热，同时煤中原生赋存的瓦斯气体组分释放，水分蒸发，产生瓦斯解析热和水气体组分释放，水分蒸发，产生瓦斯解析热和水分蒸发潜热。随着煤体温

17、度的逐渐升高，物理吸分蒸发潜热。随着煤体温度的逐渐升高，物理吸附过渡到化学吸附，产生化学吸附热，化学吸附附过渡到化学吸附，产生化学吸附热，化学吸附会自动加速成化学反应，并产生会自动加速成化学反应，并产生CO、CO2、H2O等产物，放出氧化反应热，并促使反应的进等产物，放出氧化反应热，并促使反应的进一步加速直至发生自燃。一步加速直至发生自燃。 第三节第三节 煤的自燃过程及影响因素煤的自燃过程及影响因素 v 一、煤自燃过程一、煤自燃过程v 根据现有的研究成果，认为煤炭的氧化和自燃是基链反根据现有的研究成果，认为煤炭的氧化和自燃是基链反应，一般将煤炭自燃过程大体分为应，一般将煤炭自燃过程大体分为3个

18、阶段：准备期；个阶段：准备期；自热期；燃烧期，如图自热期；燃烧期，如图2-3-1所示。所示。 0温度间时期伏潜70123烧燃TsTs冷却化风期热自图图2-3-1 煤炭自燃过程煤炭自燃过程v煤炭自燃的潜伏期阶段煤体温度的变化不明显，煤炭自燃的潜伏期阶段煤体温度的变化不明显，煤的氧化进程十分平稳缓慢，然而煤确实在发生煤的氧化进程十分平稳缓慢，然而煤确实在发生变化，不仅煤的重量略有增加，着火点温度降低变化，不仅煤的重量略有增加，着火点温度降低，而且氧化性被活化。由于煤的自燃需要热量的，而且氧化性被活化。由于煤的自燃需要热量的聚集，在该阶段因环境起始温度低，煤的氧化速聚集，在该阶段因环境起始温度低，煤

19、的氧化速度慢，产生的热量较小，因此需要一个较长的蓄度慢，产生的热量较小，因此需要一个较长的蓄热过程，故这个阶段通常也称为煤的自燃准备期热过程，故这个阶段通常也称为煤的自燃准备期，它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部，它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部条件。条件。 v经准备期后，氧化产生的热量使煤温继续升高，经准备期后，氧化产生的热量使煤温继续升高，超过煤自热的临界温度（一般为超过煤自热的临界温度（一般为6080），），煤温急剧加速上升，氧化进程加快，开始出现煤煤温急剧加速上升，氧化进程加快，开始出现煤的干馏，产生芳香族的碳氢化合物（的干馏，产生芳香族的碳氢化合物（CxHy）、）、氢（

20、氢（H2）、更多的一氧化碳（）、更多的一氧化碳（CO）等可燃气体）等可燃气体，这个阶段为自热期。，这个阶段为自热期。v临界温度临界温度Tc也称自热温度（也称自热温度（Self-heating temperature，SHT），是能使煤自发燃烧的），是能使煤自发燃烧的最低温度。一旦达到了该温度点，煤氧化的产热最低温度。一旦达到了该温度点，煤氧化的产热与煤所在环境的散热就失去了平衡，即产热量将与煤所在环境的散热就失去了平衡，即产热量将高于散热量，就会导致煤与环境温度的上升，从高于散热量，就会导致煤与环境温度的上升，从而加速了煤的氧化速度并又产生更多的热量，直而加速了煤的氧化速度并又产生更多的热量，

21、直至煤自燃起来。至煤自燃起来。 v自热期的发展有可能使煤温上升到着火温度（自热期的发展有可能使煤温上升到着火温度（Ts）而导致自燃。煤的着火点温度由于煤种不同而）而导致自燃。煤的着火点温度由于煤种不同而变化，无烟煤一般为变化，无烟煤一般为400，烟煤为，烟煤为320380，褐煤为，褐煤为270350。如果煤温根本。如果煤温根本不能上升到临界温度，或能上升到这一温度但由不能上升到临界温度，或能上升到这一温度但由于外界条件的变化更适于热量散发而不是聚集，于外界条件的变化更适于热量散发而不是聚集，煤炭自燃过程自行放慢而进入冷却阶段，继续发煤炭自燃过程自行放慢而进入冷却阶段，继续发展，便进入风化状态，

22、使煤自燃倾向性能力降低展，便进入风化状态，使煤自燃倾向性能力降低而不易再次发生自热。而不易再次发生自热。v二、煤自燃影响因素二、煤自燃影响因素v(一一)内在因素内在因素v1. 煤化程度煤化程度v煤化作用包括成岩作用和变质作用两个连续的过煤化作用包括成岩作用和变质作用两个连续的过程。其中，促成煤变质作用的主要因素是温度和程。其中，促成煤变质作用的主要因素是温度和时间。温度越高，变质作用的速度越快，因为变时间。温度越高，变质作用的速度越快，因为变质作用的实质是煤分子的化学变化，温度高促进质作用的实质是煤分子的化学变化，温度高促进了化学反应速度的提高。因此，在较低温度下长了化学反应速度的提高。因此，

23、在较低温度下长时间受热和较高温度下短时间受热，就可能得到时间受热和较高温度下短时间受热，就可能得到同样煤化程度的煤。这就是为什么有些成煤年代同样煤化程度的煤。这就是为什么有些成煤年代较早，而其煤化程度却不如成煤年代较晚的煤高较早，而其煤化程度却不如成煤年代较晚的煤高。 v不同煤化程度煤的自燃倾向性发生规律性变化正不同煤化程度煤的自燃倾向性发生规律性变化正是由于随着煤化程度的变化煤的分子结构发生规是由于随着煤化程度的变化煤的分子结构发生规律性变化所致。随着煤化程度的增加，结构单元律性变化所致。随着煤化程度的增加，结构单元中芳香环数增加，对气态氧较活泼的侧链和含氧中芳香环数增加，对气态氧较活泼的侧

24、链和含氧官能团减少甚至消失，煤的抗氧化作用的能力增官能团减少甚至消失，煤的抗氧化作用的能力增加。低煤化程度的褐煤及烟煤，其分子结构中性加。低煤化程度的褐煤及烟煤，其分子结构中性质活泼的侧链及含氧官能团较高，芳香环数少，质活泼的侧链及含氧官能团较高，芳香环数少，芳香化程度低，因而其抗氧化作用能力较弱，易芳香化程度低，因而其抗氧化作用能力较弱，易于氧化自燃；而高煤化程度的无烟煤，因其分子于氧化自燃；而高煤化程度的无烟煤，因其分子结构中性质活泼的侧链及含氧官能团减少甚至消结构中性质活泼的侧链及含氧官能团减少甚至消失，芳香化程度高，因而抗氧化作用能力强，难失，芳香化程度高，因而抗氧化作用能力强，难以自

25、燃。以自燃。 v一般说来，煤的煤化程度愈低，挥发分就愈高，一般说来，煤的煤化程度愈低，挥发分就愈高，氢氧含量就愈大，其自燃危险性就愈大。例如，氢氧含量就愈大，其自燃危险性就愈大。例如，褐煤的自燃危险性比烟煤大，烟煤比无烟煤大。褐煤的自燃危险性比烟煤大，烟煤比无烟煤大。在烟煤中，开采煤化程度较低的长焰煤和气煤的在烟煤中，开采煤化程度较低的长焰煤和气煤的自燃危险性大，煤化程度高的瘦煤和贫煤自燃危自燃危险性大，煤化程度高的瘦煤和贫煤自燃危险性小。险性小。 v但不能以煤化程度作为判断煤的自燃危险性的唯但不能以煤化程度作为判断煤的自燃危险性的唯一标志。因为煤化程度相同的煤，有的具有自燃一标志。因为煤化程

26、度相同的煤，有的具有自燃特性，有的就不自燃，自燃的难易程度也不同。特性，有的就不自燃，自燃的难易程度也不同。例如，同一牌号的煤若含硫量较高，则吸氧能力例如，同一牌号的煤若含硫量较高，则吸氧能力强，因此易于自燃。强，因此易于自燃。 v2. 煤的水分煤的水分v煤的含水量对其氧化进程的影响表现在两个方面煤的含水量对其氧化进程的影响表现在两个方面。在煤炭自燃初始阶段，水分起到催化作用。在。在煤炭自燃初始阶段，水分起到催化作用。在一定条件下，水分又可以起到阻化作用。煤中水一定条件下，水分又可以起到阻化作用。煤中水分对煤炭自燃到底是起阻化抑制作用，还是起催分对煤炭自燃到底是起阻化抑制作用，还是起催化作用，

27、应根据煤质等具体条件而定。化作用，应根据煤质等具体条件而定。v（1）水分在煤炭自燃初始阶段的催化作用）水分在煤炭自燃初始阶段的催化作用v首先，煤体内存在有巨大的内表面积，当煤炭被首先，煤体内存在有巨大的内表面积，当煤炭被水分润湿时，水分与煤体表面相互作用并释放出水分润湿时，水分与煤体表面相互作用并释放出一定量的润湿热从而促进煤自燃初期的氧化。一定量的润湿热从而促进煤自燃初期的氧化。 v 除了润湿生热外，当干煤炭被通以潮湿空气时，水蒸汽在发除了润湿生热外，当干煤炭被通以潮湿空气时，水蒸汽在发热区周围产生凝结，放出汽化潜热，从而使煤堆及进入煤堆热区周围产生凝结，放出汽化潜热，从而使煤堆及进入煤堆的

28、空气加热，增加了煤温与环境的温度，从而加速了煤炭自的空气加热，增加了煤温与环境的温度，从而加速了煤炭自燃的进程。其次，研究发现，水分在蒸发阶段参与了自由基燃的进程。其次，研究发现，水分在蒸发阶段参与了自由基的形成，对过氧化络合物的形成，对过氧化络合物 (peroxy- complex)的形成起的形成起着重要的催化作用。着重要的催化作用。 图图 2-3-3 从空气吸收的水分从空气吸收的水分与过氧化络合物含量的关系与过氧化络合物含量的关系v 再则，煤中水分蒸发后，形成了更多的孔隙通道或裂隙，再则，煤中水分蒸发后，形成了更多的孔隙通道或裂隙，使煤体具有更大的内部比表面积，有利于更多的氧进入煤使煤体具

29、有更大的内部比表面积，有利于更多的氧进入煤体内部。起初，氧化是在大孔隙内进行的，水分蒸发后，体内部。起初，氧化是在大孔隙内进行的，水分蒸发后，氧化则在拥有很大表面积的中、微孔内进行，大大增加了氧化则在拥有很大表面积的中、微孔内进行，大大增加了反应的比表面积，加速了氧化。反应的比表面积，加速了氧化。v 另外，在含硫煤中，水分对黄铁矿（另外，在含硫煤中，水分对黄铁矿（FeS2）的氧化起着）的氧化起着重要作用。重要作用。v 美国原矿山局科研人员从调查中发现当煤炭被干燥并暴露美国原矿山局科研人员从调查中发现当煤炭被干燥并暴露在高湿度条件下时，煤炭自热危害最为严重。俄国学者也在高湿度条件下时，煤炭自热危

30、害最为严重。俄国学者也发现空气湿度的大范围和突然波动在某种程度上总伴随着发现空气湿度的大范围和突然波动在某种程度上总伴随着煤炭自热的发生，特别是在露天堆积的情况下。煤炭自热的发生，特别是在露天堆积的情况下。 v （2）水分对煤炭自燃的阻化抑制作用）水分对煤炭自燃的阻化抑制作用v 充满在煤中的物理作用下的水分由于具有极高的蒸汽压充满在煤中的物理作用下的水分由于具有极高的蒸汽压力，将阻止空气中的氧到达煤表面，这样也就阻止了煤的力，将阻止空气中的氧到达煤表面，这样也就阻止了煤的氧化。氧化。v 当煤的湿度增加到某一程度，煤的表面将形成含水液膜当煤的湿度增加到某一程度，煤的表面将形成含水液膜，可以起到阻

31、化煤、氧接触，即起到隔氧阻化的作用。同，可以起到阻化煤、氧接触，即起到隔氧阻化的作用。同时，煤体在低温状态下氧化反应所放出的热量大部分将被时，煤体在低温状态下氧化反应所放出的热量大部分将被煤中水分蒸发所吸收、消耗，煤中水分蒸发所吸收、消耗，1 kg水能产生水能产生 1 700 L的的蒸汽，蒸汽，1 kg的水转变为水蒸气所吸收的热量为的水转变为水蒸气所吸收的热量为 2591.63 kJ，每增加，每增加 1的水分，可降低煤的发热量的水分，可降低煤的发热量 0.1，使煤，使煤体周围的热量难以聚集，煤体的温度难以上升，可以较大体周围的热量难以聚集，煤体的温度难以上升，可以较大地延长煤炭自燃的发火期。地

32、延长煤炭自燃的发火期。 表表2-3-1 干湿煤蓄热时间干湿煤蓄热时间 干燥煤的反应远比润湿煤活跃，即使给润湿煤干燥煤的反应远比润湿煤活跃，即使给润湿煤以较高的初始温度（以较高的初始温度（40.9），润湿煤也没有得到），润湿煤也没有得到显著的全面升温。前期润湿煤的升温曲线与时间显著的全面升温。前期润湿煤的升温曲线与时间成一定比例关系。这是因为煤中水分的蒸发导致成一定比例关系。这是因为煤中水分的蒸发导致了温度的下降。了温度的下降。 v 水分可以抑制煤的低温氧化。煤炭中水分增加水分可以抑制煤的低温氧化。煤炭中水分增加，其吸氧量减少。前苏联契尔诺夫（，其吸氧量减少。前苏联契尔诺夫（.）进行了煤中水分对

33、吸氧速度的影响试验其结果）进行了煤中水分对吸氧速度的影响试验其结果见表见表 2-3-2。从表中看出，煤中水分增加，煤的。从表中看出，煤中水分增加，煤的吸氧量减少。试验吸氧量减少。试验1 中水分从中水分从 4.97增加到增加到 9.53，40 天后，吸氧速度减低到原来的三分天后，吸氧速度减低到原来的三分之一，在这种情况下，煤的氧化进程不会加快。之一，在这种情况下，煤的氧化进程不会加快。 v 凝缩在煤体内微小毛细管空隙中的水分以及凝缩在煤体内微小毛细管空隙中的水分以及吸附在煤炭表面的水分覆盖了煤炭表面，阻止了吸附在煤炭表面的水分覆盖了煤炭表面，阻止了空气中氧气与煤接触，降低了煤对氧的吸附能力空气中

34、氧气与煤接触，降低了煤对氧的吸附能力，抑制了煤的氧化反应。同时，水的作用改变了，抑制了煤的氧化反应。同时，水的作用改变了煤的热物理参数。煤中的孔隙被水充满后，热导煤的热物理参数。煤中的孔隙被水充满后，热导率将大大提高，因为水的热导率是空气的率将大大提高，因为水的热导率是空气的 24 倍倍，这将有利于煤中热量的散失。此外，含水煤的，这将有利于煤中热量的散失。此外，含水煤的热容量比干燥煤的热容量大，所以湿润煤温度升热容量比干燥煤的热容量大，所以湿润煤温度升高速度比干燥煤要慢，这就抑制了煤体自然发火高速度比干燥煤要慢，这就抑制了煤体自然发火的发展。的发展。 v3. 煤岩成分煤岩成分v不同的煤岩成分有

35、着不同的氧化性，氧化趋势按不同的煤岩成分有着不同的氧化性，氧化趋势按下列顺序降低：镜煤、亮煤、暗煤、丝煤。在低下列顺序降低：镜煤、亮煤、暗煤、丝煤。在低温下，丝煤吸氧最多，但是，随着温度的升高，温下，丝煤吸氧最多，但是，随着温度的升高，镜煤吸氧能力最强，其次是亮煤，暗煤最难于自镜煤吸氧能力最强，其次是亮煤，暗煤最难于自燃。丝煤吸氧量强主要是其结构松散，着火温度燃。丝煤吸氧量强主要是其结构松散，着火温度低，仅为低，仅为190270。英国试验证明：在常温。英国试验证明：在常温条件下，条件下，15时丝煤吸附氧的数量较其它煤种时丝煤吸附氧的数量较其它煤种要多要多1.52.0倍；倍；50时为时为5倍；倍

36、；100时则时则下降，仅为下降，仅为7。所以人们认为，在常温条件下。所以人们认为，在常温条件下，丝煤是自燃中心，起着引火物的作用。，丝煤是自燃中心，起着引火物的作用。 v4. 煤的含硫量煤的含硫量v对煤自燃起主导作用的是黄铁矿，它的比热小，对煤自燃起主导作用的是黄铁矿，它的比热小，与煤吸附相同的氧量其温度的增值比煤大与煤吸附相同的氧量其温度的增值比煤大3倍。倍。黄铁矿的分解产物氧化铁（黄铁矿的分解产物氧化铁（Fe2O3）比煤的吸氧）比煤的吸氧性更强，能将吸附的氧（性更强，能将吸附的氧（O2）转让给煤粒使之发）转让给煤粒使之发生氧化自燃，显然它对煤的自燃过程起到了加速生氧化自燃，显然它对煤的自燃

37、过程起到了加速作用。煤中含黄铁矿越多往往就越容易自燃。作用。煤中含黄铁矿越多往往就越容易自燃。 v澳大利亚学者辛格（澳大利亚学者辛格（R.N.Singh）同样认为：）同样认为：煤中硫（包括硫铁矿）含量的增加不可能使煤的煤中硫（包括硫铁矿）含量的增加不可能使煤的氧化速率显著地增大，也就是说含硫量高的煤不氧化速率显著地增大，也就是说含硫量高的煤不一定表现出很强的氧化能力。另外一种说法是煤一定表现出很强的氧化能力。另外一种说法是煤中只要含有大量的硫（比如中只要含有大量的硫（比如3以上）的煤层均以上）的煤层均为自然发火煤层，甚至还有学者认为仅仅煤中的为自然发火煤层，甚至还有学者认为仅仅煤中的硫有时候就

38、能使煤温上升到硫有时候就能使煤温上升到70左右。左右。v煤中的硫无疑会影响煤的自燃，硫氧化能力相对煤中的硫无疑会影响煤的自燃，硫氧化能力相对来说要比煤强，因此在其它成分相差无几的情况来说要比煤强，因此在其它成分相差无几的情况下，含硫多的煤在同样条件下易于氧化、易于自下，含硫多的煤在同样条件下易于氧化、易于自燃。但是煤中硫的含量不大（一般低于燃。但是煤中硫的含量不大（一般低于3），），对煤自燃的影响有限。对煤自燃的影响有限。 v 5. 煤的粒度与孔隙结构煤的粒度与孔隙结构v 完整的煤层和大块堆积的煤一般不会发生自燃，一旦受压破完整的煤层和大块堆积的煤一般不会发生自燃，一旦受压破裂，呈破碎状态存在

39、，煤才可能自然发火。这是因为氧气不裂，呈破碎状态存在，煤才可能自然发火。这是因为氧气不能够进入完整煤层的煤体，大块的煤能够充分与氧接触的表能够进入完整煤层的煤体，大块的煤能够充分与氧接触的表面积有限，氧化产生的热量相对较小，不足以使煤块升温，面积有限，氧化产生的热量相对较小，不足以使煤块升温，并且由于大块煤堆积的大缝隙导致对流传热明显，热量不易并且由于大块煤堆积的大缝隙导致对流传热明显，热量不易于积聚。一些学者认为，当煤的粒度过于小时，氧气难以进于积聚。一些学者认为，当煤的粒度过于小时，氧气难以进入堆积的煤体内部，影响了煤的充分氧化。因此，推测煤自入堆积的煤体内部，影响了煤的充分氧化。因此，推

40、测煤自燃有一个最优粒度，该粒度也就是在煤氧化产热和热散失相燃有一个最优粒度，该粒度也就是在煤氧化产热和热散失相对最大时候的粒度，并且该粒度随其它影响因素的变化而变对最大时候的粒度，并且该粒度随其它影响因素的变化而变化，一般认为粒度在化，一般认为粒度在1mm左右时煤的氧化性较强。左右时煤的氧化性较强。v 6. 煤的瓦斯含量煤的瓦斯含量v 从煤氧化角度来说，瓦斯相当于惰性气体。因此，瓦斯或从煤氧化角度来说，瓦斯相当于惰性气体。因此，瓦斯或者其它气体含量较高的煤，由于其内表面受到隔离（由于者其它气体含量较高的煤，由于其内表面受到隔离（由于煤层中的瓦斯压力一般比大气压力高），氧气不易与煤表煤层中的瓦斯

41、压力一般比大气压力高），氧气不易与煤表面发生接触，也就不易同煤进行复合。即使氧气能够达到面发生接触，也就不易同煤进行复合。即使氧气能够达到煤体，瓦斯的稀释作用使氧气浓度降低，使煤氧发生反应煤体，瓦斯的稀释作用使氧气浓度降低，使煤氧发生反应的强度降低，产生热量的强度降低，煤发生自燃的危险性的强度降低，产生热量的强度降低，煤发生自燃的危险性也相应减小。一般认为，当煤中残余瓦斯量大于也相应减小。一般认为，当煤中残余瓦斯量大于5m3/t时时，煤往往难以自燃。但是随着瓦斯的放散，煤自燃性将会，煤往往难以自燃。但是随着瓦斯的放散，煤自燃性将会提高，自然发火的危险性同一般的煤也就没有区别了。因提高，自然发火

42、的危险性同一般的煤也就没有区别了。因此，瓦斯含量也不应该作为煤层自燃危险性的判断标准。此，瓦斯含量也不应该作为煤层自燃危险性的判断标准。 v (二二) 外在因素外在因素v 1. 煤层地质赋存条件煤层地质赋存条件v 煤层地质赋存条件主要是指煤层厚度、倾角、煤层埋藏深煤层地质赋存条件主要是指煤层厚度、倾角、煤层埋藏深度、煤层的地质构造及围岩性质等。度、煤层的地质构造及围岩性质等。 v 较厚的煤层总的来说是一个增大火灾危险性的因素。开采较厚的煤层总的来说是一个增大火灾危险性的因素。开采厚煤层的矿井，内因火灾发生次数比开采中厚和薄煤层的厚煤层的矿井，内因火灾发生次数比开采中厚和薄煤层的矿井多。矿井多。

43、 v 煤层倾角对煤炭自燃也有重要影响，开采急斜煤层比开采煤层倾角对煤炭自燃也有重要影响，开采急斜煤层比开采缓斜煤层易自燃。因为倾角大的煤层受到地质作用影响比缓斜煤层易自燃。因为倾角大的煤层受到地质作用影响比较大，使得煤层在开采过程中比较容易破碎，形成的煤粒较大，使得煤层在开采过程中比较容易破碎，形成的煤粒度比较小。同时，倾角大的煤层频繁发生自燃还因为急倾度比较小。同时，倾角大的煤层频繁发生自燃还因为急倾斜煤层顶板管理困难，采空区不易充严，煤柱也不易保留斜煤层顶板管理困难，采空区不易充严，煤柱也不易保留，漏风大，上部已经过一定时期的自燃准备的煤下滑。，漏风大，上部已经过一定时期的自燃准备的煤下滑

44、。 v 地质构造复杂的地区，包括断层、褶曲发育地带、岩浆入地质构造复杂的地区，包括断层、褶曲发育地带、岩浆入侵地带，自然发火次数要多于煤层层位规则的地方。这是侵地带，自然发火次数要多于煤层层位规则的地方。这是由于煤层受张拉、挤压的作用，裂隙大量发生，破碎的煤由于煤层受张拉、挤压的作用，裂隙大量发生，破碎的煤体吸氧条件好，氧化性能高。据四川芙蓉煤矿统计，巷道体吸氧条件好，氧化性能高。据四川芙蓉煤矿统计，巷道自燃火灾自燃火灾52发生在断层附近。发生在断层附近。v 煤层顶板的性质也影响煤炭发生自燃过程。煤层顶板坚硬煤层顶板的性质也影响煤炭发生自燃过程。煤层顶板坚硬，煤柱易受压碎裂。坚硬顶板的采区空冒

45、落充填不密实，煤柱易受压碎裂。坚硬顶板的采区空冒落充填不密实，冒落后有时还会形成与相邻正在回采的采区，甚至地面连冒落后有时还会形成与相邻正在回采的采区，甚至地面连通的裂隙，漏风无法杜绝，为自燃提供了条件，大同矿区通的裂隙，漏风无法杜绝，为自燃提供了条件，大同矿区的自燃就具有此特征。若顶板易于垮落，垮落后能够严密的自燃就具有此特征。若顶板易于垮落，垮落后能够严密地充填采空区并很快被压实，火灾就不易形成，即使发生地充填采空区并很快被压实，火灾就不易形成，即使发生，规模也不会很大。，规模也不会很大。 v2. 采掘技术因素采掘技术因素v采掘技术因素对自燃危险性的影响主要表现在采采掘技术因素对自燃危险性

46、的影响主要表现在采区回采速度、回采期、采空区丢煤量及其集中程区回采速度、回采期、采空区丢煤量及其集中程度、顶板管理方法、煤柱及其破坏程度、采空区度、顶板管理方法、煤柱及其破坏程度、采空区封闭难易等方面。封闭难易等方面。v好的开拓方式应是少切割煤层，少留煤柱，矿压好的开拓方式应是少切割煤层，少留煤柱，矿压的作用小，煤层的破坏程度低，所以岩石结构的的作用小，煤层的破坏程度低，所以岩石结构的开拓方式，如集中平硐、岩石大巷、石门分采区开拓方式，如集中平硐、岩石大巷、石门分采区开拓布置能减少自燃危险性。开拓布置能减少自燃危险性。 v3. 通风管理因素通风管理因素v只要能严密堵塞漏风通道，降低压差，即可大

47、大只要能严密堵塞漏风通道，降低压差，即可大大减少矿井的自燃发生。根据采场通风方式可以看减少矿井的自燃发生。根据采场通风方式可以看到，后退式到，后退式“U”型、型、“W”通风方式有利于防治通风方式有利于防治自燃，自燃，“Y”型和型和“Z”型通风方式易促进采空区型通风方式易促进采空区自燃。自燃。v开采自燃煤层时，合理的通风系统可以大大减少开采自燃煤层时，合理的通风系统可以大大减少或消除自然发火的供氧因素，无供氧蓄热条件，或消除自然发火的供氧因素，无供氧蓄热条件，煤是不会发生自燃的。所谓合理的通风系统是指煤是不会发生自燃的。所谓合理的通风系统是指：矿井通风网络结构简单，风网阻力适中；主要：矿井通风网

48、络结构简单，风网阻力适中；主要通风机与风网匹配，通风设施布置合理，通风压通风机与风网匹配，通风设施布置合理，通风压力分布适宜。力分布适宜。 第四节第四节 煤低温氧化特性煤低温氧化特性 v 一、煤低温氧化过程的耗氧特性一、煤低温氧化过程的耗氧特性v 煤与氧接触的开始阶段，耗氧量比较低，主要是物理吸煤与氧接触的开始阶段，耗氧量比较低，主要是物理吸附与化学吸附耗氧；随氧化温度的上升，耗氧量逐渐增附与化学吸附耗氧；随氧化温度的上升，耗氧量逐渐增加，主要为化学反应耗氧。加，主要为化学反应耗氧。 v (一一) 煤对氧气的吸附特性煤对氧气的吸附特性v 1. 煤对氧气的物理吸附特性煤对氧气的物理吸附特性v 煤

49、与空气中的氧气在开始接触时主要是物理吸附，吸附煤与空气中的氧气在开始接触时主要是物理吸附，吸附力主要是范德华力力主要是范德华力(van der Waals)。物理吸附是放。物理吸附是放热过程，吸附热与气体的液化热相近，煤吸附氧的吸附热过程，吸附热与气体的液化热相近，煤吸附氧的吸附热一般为热一般为3.41kJ/mol。煤的物理吸附特性与煤的变质。煤的物理吸附特性与煤的变质程度具有一定的关系。随着煤变质程度由低到高，其对程度具有一定的关系。随着煤变质程度由低到高，其对氧气的物理吸附能力经历了从大变小、从小变大、再从氧气的物理吸附能力经历了从大变小、从小变大、再从大变小的特点。大变小的特点。图图2-

50、4-1 不同煤种对氧物理吸附能力的示意图不同煤种对氧物理吸附能力的示意图v2. 煤的化学吸附特性煤的化学吸附特性v发生化学吸附时吸附分子与固体表面间有某种化发生化学吸附时吸附分子与固体表面间有某种化学作用，即它们之间有电子的交换、转移或共有学作用，即它们之间有电子的交换、转移或共有，从而可导致原子的重排、化学键的形成与破坏，从而可导致原子的重排、化学键的形成与破坏。化学吸附速度与化学反应类似，吸附需活化能。化学吸附速度与化学反应类似，吸附需活化能，速度比较慢，属单分子层吸附，而且是不可逆，速度比较慢，属单分子层吸附，而且是不可逆的，有明显的选择性，解吸困难。吸附产生的热的，有明显的选择性，解吸

51、困难。吸附产生的热量较大，近似于反应热，煤的化学吸附热一般为量较大，近似于反应热，煤的化学吸附热一般为80420 kJ/mol。 v(二二) 煤的物理吸附氧的试验煤的物理吸附氧的试验v物理吸附氧是一个动态的过程，即一个氧分子或物理吸附氧是一个动态的过程，即一个氧分子或者氧原子不会长时间停留在煤表面，而是由物理者氧原子不会长时间停留在煤表面，而是由物理吸附向化学吸附过渡，化学吸附再向化学反应转吸附向化学吸附过渡，化学吸附再向化学反应转化。但是在某一时刻，或者说在煤自燃过程某一化。但是在某一时刻，或者说在煤自燃过程某一温度，煤体表面上总会通过物理吸附的方式使一温度，煤体表面上总会通过物理吸附的方式

52、使一定量的氧附着在煤表面，可以视为静止状态，可定量的氧附着在煤表面，可以视为静止状态，可称为静态物理吸附氧。称为静态物理吸附氧。 v1. 不同吸附时间煤物理吸氧量不同吸附时间煤物理吸氧量v煤样粒度为煤样粒度为0.150.20mm，吸附环境温度为，吸附环境温度为30，控制煤吸附氧时间，得出煤物理吸附氧，控制煤吸附氧时间，得出煤物理吸附氧量随时间的变化规律，如图量随时间的变化规律，如图2-4-3所示。所示。 图图2-4-3 不同吸附时间煤物理吸氧量不同吸附时间煤物理吸氧量v测定结果表明，煤对氧的物理吸附过程非常之快测定结果表明，煤对氧的物理吸附过程非常之快，在数秒时间内物理吸附就能够达饱和吸氧量的

53、，在数秒时间内物理吸附就能够达饱和吸氧量的80左右，而后吸附速率急剧下降，如果不改左右，而后吸附速率急剧下降，如果不改变吸附条件，变吸附条件，1分钟左右就基本能够达到吸附平分钟左右就基本能够达到吸附平衡。当然这种平衡是一种动态的，即在吸附的同衡。当然这种平衡是一种动态的，即在吸附的同时也在解吸。时也在解吸。v从图从图2-4-3中也能反映出不同煤种的物理吸附特中也能反映出不同煤种的物理吸附特性。该试验表明褐煤和无烟煤的吸附量最大，气性。该试验表明褐煤和无烟煤的吸附量最大，气煤、肥煤则吸附量最少，气肥煤介于这二者之间煤、肥煤则吸附量最少，气肥煤介于这二者之间。 v2. 不同吸附温度煤物理吸氧量不同

54、吸附温度煤物理吸氧量图图2-4-4 不同环境温度时的物理吸氧量不同环境温度时的物理吸氧量v从图从图2-4-4可以得出，随着温度上升煤物理吸氧可以得出，随着温度上升煤物理吸氧量呈下降趋势，且初始吸氧量大的物理吸氧量降量呈下降趋势，且初始吸氧量大的物理吸氧量降值大，初始吸氧量不同的煤样在某个温度处的吸值大，初始吸氧量不同的煤样在某个温度处的吸氧量有可能相等或者极其接近。尽管在研究的温氧量有可能相等或者极其接近。尽管在研究的温度范围内，物理吸氧量与温度的关系不是完全线度范围内，物理吸氧量与温度的关系不是完全线性的，但却表现出一定的线性特征，在更小的温性的，但却表现出一定的线性特征，在更小的温度范围内

55、（如有的煤样于度范围内（如有的煤样于3050，有的于，有的于3060等）可以考虑分别用线性模型描述这种等）可以考虑分别用线性模型描述这种关系。关系。 v3. 不同粒度煤物理吸氧量不同粒度煤物理吸氧量图图2-4-5 不同粒度煤样物理吸附氧气量不同粒度煤样物理吸附氧气量v从图从图2-4-5可以得出，随着煤粒度不断变小，其可以得出，随着煤粒度不断变小，其吸氧量相应增加，在粒径为吸氧量相应增加，在粒径为0.109mm左右达最左右达最大值，而后逐渐下降，其中褐煤在粒度为大值，而后逐渐下降，其中褐煤在粒度为0.15mm以后的吸氧量变化比较明显，这是由于以后的吸氧量变化比较明显，这是由于褐煤变质程度低，存在

56、大量的微小孔隙，这些孔褐煤变质程度低，存在大量的微小孔隙，这些孔隙对物理吸附起到重要作用，一旦粒度太小之后隙对物理吸附起到重要作用，一旦粒度太小之后破坏了这些微孔隙结构，那么其物理吸附能力反破坏了这些微孔隙结构，那么其物理吸附能力反而有所下降。另外，随着粒度变小，一方面增加而有所下降。另外，随着粒度变小，一方面增加了煤与氧气接触的表面积，同时也增加了氧气进了煤与氧气接触的表面积，同时也增加了氧气进入煤体内的阻力。入煤体内的阻力。 v (三三) 煤低温氧化阶段的耗氧试验煤低温氧化阶段的耗氧试验v 为了获取煤在低温氧化阶段的化学吸附、特别是化学反为了获取煤在低温氧化阶段的化学吸附、特别是化学反应的

57、耗氧量，研制了煤自燃特性测试系统，如图应的耗氧量，研制了煤自燃特性测试系统，如图2-4-6图图2-4-7所示。该系统的主体部分是控温箱和参数控所示。该系统的主体部分是控温箱和参数控制系统。控温箱内壁为不锈钢材质，在内壁和外壳之间制系统。控温箱内壁为不锈钢材质，在内壁和外壳之间装设有一道石棉保温层，能够实现恒温、程序升温两种装设有一道石棉保温层，能够实现恒温、程序升温两种运行方式，其可控温度范围为室温运行方式，其可控温度范围为室温350，控温精度，控温精度为为0.5。可通过参数控制系统对气体流量、温度及控。可通过参数控制系统对气体流量、温度及控温方式、氧化时间等条件进行控制。为了测得煤在氧化温方

58、式、氧化时间等条件进行控制。为了测得煤在氧化升温过程中的氧气消耗量，同时也对低温氧化阶段的产升温过程中的氧气消耗量，同时也对低温氧化阶段的产物进行测试，设计了含有进出气口的较封闭的煤样罐，物进行测试，设计了含有进出气口的较封闭的煤样罐，该罐的有关技术特征参数及外观如图该罐的有关技术特征参数及外观如图2-4-8所示。所示。 图图2-4-6 煤低温氧化测试系统煤低温氧化测试系统图图2-4-7 装置实物外观图装置实物外观图图图2-4-8 煤低温氧化测试系统中的煤样罐煤低温氧化测试系统中的煤样罐v 将装有将装有50g煤样的传热罐置于程序控温箱中，先向煤样罐通入干煤样的传热罐置于程序控温箱中，先向煤样罐

59、通入干空气（氧气浓度为空气（氧气浓度为20.96%），然后采用程序升温，表），然后采用程序升温，表2-4-2是对我国一些矿区各主要煤种类型在低温氧化阶段（是对我国一些矿区各主要煤种类型在低温氧化阶段（40-70）时的氧气消耗量的测试结果。）时的氧气消耗量的测试结果。 表表2-4-2 不同煤样在各温度下的氧气浓度值不同煤样在各温度下的氧气浓度值(单位：单位：%)v从该表中可看出，随着温度的升高，耗氧量是逐从该表中可看出，随着温度的升高，耗氧量是逐步增加的（出口气体中氧气含量逐步减小）。对步增加的（出口气体中氧气含量逐步减小）。对于易自燃的低变质程度的煤，耗氧量大；对于不于易自燃的低变质程度的煤，

60、耗氧量大；对于不易自燃的高变质程度的煤，则耗氧量少。因此，易自燃的高变质程度的煤，则耗氧量少。因此，通过测试煤在低温阶段的耗氧量大致能够反映出通过测试煤在低温阶段的耗氧量大致能够反映出煤的自燃倾向性。煤的自燃倾向性。v图图2-4-9则为几个典型煤种（龙口北皂矿的褐煤则为几个典型煤种（龙口北皂矿的褐煤、枣庄柴里矿的气煤、淮南潘一矿的气肥煤、淮、枣庄柴里矿的气煤、淮南潘一矿的气肥煤、淮北百善矿的无烟煤）从常温到较高温度条件下其北百善矿的无烟煤）从常温到较高温度条件下其耗氧量与温升关系的试验结果。耗氧量与温升关系的试验结果。 2040608010012014016018020022024001020