采空区煤炭自燃并引发瓦斯爆炸,是多种因素共同作用的结果。以下详细分析其自燃条件的形成:
- 煤炭特性
- 煤炭本身具有自燃倾向性,不同煤种的自燃难易程度有差异。例如,褐煤和高挥发分的烟煤更容易自燃,因其含有较多的挥发分和疏松的结构,与氧气接触面积大,氧化反应快,放出的热量易积聚,从而为自燃创造了基础条件。
- 氧气供应
- 采空区周围存在漏风通道,新鲜空气不断进入。如采空区密闭不严、巷道与采空区之间存在裂隙等,都能使氧气源源不断地供给煤炭氧化反应。当氧气浓度达到一定程度(一般认为在12%以上),煤炭的氧化过程就会持续进行。
- 热量积聚
- 采空区内的热量难以散发出去。采空区堆积的煤炭、矸石等具有一定的隔热性,且空间相对封闭,不利于热量的扩散。随着煤炭氧化反应不断放出热量,热量在采空区内逐渐积聚,温度不断升高,当达到煤炭的自燃点时,就会引发自燃。
- 时间因素
- 煤炭的氧化是一个缓慢的过程,需要一定的时间来发展。在采空区内,如果煤炭长时间处于适宜的氧化环境中,经过一定的潜伏期,氧化反应会逐渐加速,最终导致自燃。例如,采空区遗留的煤炭在数月甚至数年的时间里,不断与氧气接触并氧化,最终达到自燃条件。
综上所述,采空区煤炭自燃条件的形成是煤炭自身特性、氧气供应、热量积聚和时间等多种因素相互作用的结果。了解这些条件的形成机制,有助于采取针对性的预防措施,减少类似事故的发生。