煤的自燃倾向性是煤自燃的固有特性,是煤炭自燃的内在因素,是煤自然发火危险性评价的首要指标,它表征了煤层开采之前自然发火的可能程度,反映了煤自身的物理化学性质与其自然发火特征之间的关联性。
《煤矿安全规程》规定煤的自燃倾向性分为三类:Ⅰ类为容易自燃,Ⅱ类为自燃,Ⅲ类为不易自燃。新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供煤样和资料,送国家授权单位作出鉴定。生产矿井延深新水平时,也必须对所有煤层的自燃倾向性进行鉴定。
煤的自燃倾向性主要取决于:
①煤的变质程度。各种牌号的煤(即不同化学成分的煤)都有自然发火的可能,一般认为煤的炭化程度越高、挥发分含量越低、灰分越大,其自燃倾向性越弱;反之则越强。
②煤的孔隙率和脆性。煤的孔隙率越大,其吸附氧的能力也越大,因此孔隙率越大的煤越容易自燃。煤的脆性越大则越容易破碎,破碎后不但其接触氧的表面积大大增加,而且其着火温度明显降低,所以脆性越大的煤,越容易自然发火。因此,在矿井里最易发生自燃火灾的地方都是煤体较为破碎与碎煤集中堆积的地点。
③煤岩成分。煤岩成分有丝炭、镜煤、亮煤和暗煤。其中,丝炭结构松散、吸氧能力强、着火温度低(190~270℃),是煤自热的中心,在自燃中起“引火物”的作用;镜煤和亮煤脆性大,易破碎,有利于煤炭自燃;暗煤硬度大,难以自燃。
④煤的水分。实验表明:煤中水分少时有利于煤的自燃;若水分大时则会抑制煤的自燃,当煤中的水分蒸发后其自燃危险性会增大。
⑤煤中硫和其他矿物质。煤中含有硫和其他催化剂,则会加速煤的氧化过程。统计资料表明,含硫大于3%的煤层均为自然发火的煤层,其中包括无烟煤。但当含硫量小于1%,其对自燃的影响则不大。
⑥煤中的瓦斯含量。煤层孔隙内的瓦斯能够占据煤的孔隙空间和内表面,减少了煤的吸氧量;瓦斯逸出后,使煤炭氧化更为强烈,自燃危险性增加。
开采容易自燃和自燃煤层的矿井,必须采取综合预防煤层自然发火的措施。