[科普中國(guó)]-自燃性

當(dāng)物料被研磨成粉料時(shí)，總表面積增加，表面能增大，從而提高了顆粒物的化學(xué)活性，特別是提高了氧化產(chǎn)熱的能力，在一定條件下會(huì)轉(zhuǎn)化為燃燒狀態(tài)。各類粉塵的自燃溫度相差很大，根據(jù)不同的自燃溫度可將可燃性粉塵分為兩類。第一類粉塵的自燃溫度高于環(huán)境溫度，因而只能加熱才能自燃。第二類粉塵的自燃溫度低于環(huán)境溫度，甚至在不加熱的情況下都可以自燃。這種粉塵造成的火災(zāi)危害性比較大。

自燃性物質(zhì)的概念自燃性物質(zhì)指在空氣中易于發(fā)生氧化反應(yīng)，放出熱量而自行燃燒的物品。從定義中可以看出，該項(xiàng)物品的主要特點(diǎn)是在空氣中可自行發(fā)熱燃燒，其中有一些在缺氧的條件下也能夠自燃起火。因此，該項(xiàng)物質(zhì)應(yīng)當(dāng)以接觸空氣后是否能在極短時(shí)間內(nèi)，如5min內(nèi)自燃，或在蓄熱狀態(tài)時(shí)能否自熱升溫達(dá)到很高的溫度（多數(shù)物質(zhì)的自燃點(diǎn)為200℃）為區(qū)分自燃物質(zhì)的依據(jù)。屬于該項(xiàng)物質(zhì)的有：黃磷、鈣粉、干燥的金屬元素的鉛粉、鉛粉、鈦粉、烷基鎂、甲醇鈉、烷基鋁、烷基鋁氫化物，烷基鋁鹵化物、硝化纖維片基、賽璐珞碎屑，油布、油脂及其制品，油紙、漆布及其制品，拷紗、棉籽、菜籽、油菜籽，種子餅，未加抗氧劑的魚粉等。1

自燃性物質(zhì)的分類自燃性物質(zhì)都是比較容易氧化的，在著火之前所進(jìn)行的是緩慢的氧化作用，而著火時(shí)進(jìn)行的是劇烈的氧化反應(yīng)。根據(jù)自燃的難易程度及危險(xiǎn)性大小，自燃性物質(zhì)可分為兩級(jí)：

1、一級(jí)自燃物質(zhì)。此類物質(zhì)與空氣接觸極易氧化，反應(yīng)速度快；同時(shí)，它們的自燃點(diǎn)低，易于自燃，火災(zāi)危險(xiǎn)性大。例如黃磷、鋁鐵熔劑等。一級(jí)自燃性物質(zhì)呈快速平板狀燃燒，不僅燃燒速度快，而且火焰溫度高，火勢(shì)兇猛，不易撲救。如賽璐珞燃燒速度比紙張快5倍多，一噸電影膠片只6—7分鐘就能燒完。

2、二級(jí)自燃物質(zhì)。此類物質(zhì)與空氣接觸時(shí)氧化速度緩慢，自燃點(diǎn)較低，如果通風(fēng)不良，積熱不散也能引起自燃，如油污、油布等帶有油脂的物品。例如，桐油的主要成分是桐油酸甘油酯，其分子含有3個(gè)雙鍵，化學(xué)性質(zhì)很不穩(wěn)定，經(jīng)制成油紙、油布、油綢等自燃性物質(zhì)之后，桐油與空氣中氧接觸的表面積大大增加，在空氣中緩慢氧化析出的熱量增多，加上堆放、卷緊的油紙、油布、油綢等散熱不良，造成積熱不散，溫度升高到自燃點(diǎn)而引起自燃，尤其是空氣潮濕的情況下，更易促使自燃的發(fā)生。因此，自燃性物質(zhì)中的二級(jí)自燃物質(zhì)常用分格的透風(fēng)籠箱做包裝箱，目的是把自燃物品中經(jīng)氧化而釋放出的熱量不斷地散逸掉，不致造成熱量的聚積不散，避免發(fā)生自燃而引起火災(zāi)。

二級(jí)自燃物質(zhì)燃燒呈陰燃，由內(nèi)往外燃燒，不僅陰燃時(shí)間長(zhǎng)，而且在陰燃中不見火苗和煙，難以察覺。在起火后表面火雖被撲滅，其內(nèi)部仍有可能在延燒，加之陰燃的滲透力強(qiáng)，有可能再次釀成災(zāi)害。2

自燃性礦床開采硫化礦石、煤炭、含炭質(zhì)的其他礦巖在與空氣接觸時(shí)產(chǎn)生氧化升溫的現(xiàn)象，稱為巖礦的自熱。礦巖的自燃發(fā)火是它本身氧化自熱而引起的，它是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程。隨著礦巖氧化自熱，本身溫度不斷提高，導(dǎo)致氧化速度加劇，當(dāng)溫度達(dá)到礦石或伴隨物質(zhì)的著火點(diǎn)時(shí)，就由熱變?yōu)樽匀?。這個(gè)過程概括為礦巖氧化一聚熱升溫一自燃發(fā)火，導(dǎo)致礦山發(fā)生自燃火災(zāi)，亦稱內(nèi)因火災(zāi)。有自燃發(fā)火傾向的礦床，稱為自燃性礦床。

礦體的自燃火災(zāi)，使礦井溫度升高，有害氣體溢出，輕則惡化勞動(dòng)條件，重則明火燃燒，以致無法進(jìn)入采區(qū)，導(dǎo)致資源的大量損失，乃至被迫停產(chǎn)。因此，有必耍采取一些特殊的開拓采準(zhǔn)布置，采用合適的采礦方法、回采工藝和通風(fēng)防火措施，以便在改善勞動(dòng)條件的同時(shí)更多地采出礦石。

自燃性礦石從氧化、聚熱到自燃必須具備三個(gè)條件：有一定量的氧化自熱的可燃物；充足的氧氣供應(yīng)；有聚熱條件使礦石升溫能達(dá)到某種物質(zhì)的著火點(diǎn)。開采時(shí)要注意防止或控制這三個(gè)因素的同時(shí)出現(xiàn)。

對(duì)自燃性礦體在提交勘探報(bào)告或作開采可行性研究時(shí)，應(yīng)對(duì)其氧化自燃性進(jìn)行研究及評(píng)價(jià)。研究從以下幾方面進(jìn)行：首先對(duì)礦巖取樣進(jìn)行自燃傾向性測(cè)試鑒定，對(duì)測(cè)試結(jié)果還要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，最后綜合測(cè)試和考察結(jié)果進(jìn)行綜合分析，以確定礦床是否有發(fā)生自燃火災(zāi)的危險(xiǎn)。

1、礦巖自燃傾向性測(cè)試鑒定：影響礦巖自燃傾向性的因素較多，要分別對(duì)各礦層(體)和不同的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域取樣，進(jìn)行自燃傾向性測(cè)試，通過測(cè)定礦巖物質(zhì)組分、氧化速度、自熱、自燃傾向性(自熱點(diǎn)、著火點(diǎn)、吸收熱反應(yīng)、燃燒熱值等)對(duì)自燃傾向作出評(píng)價(jià)。煤炭工業(yè)采用氧化煤樣發(fā)火點(diǎn)降低值△T來區(qū)分自燃傾向程度，確定自燃傾向等級(jí)。用同態(tài)氧化劑法測(cè)定煤的發(fā)火點(diǎn)，并以還原煤樣和氧化煤樣發(fā)火點(diǎn)之差為△T，△T愈大則煤愈易自燃。

2、礦巖自燃性的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。對(duì)有可能自燃的礦床，還應(yīng)進(jìn)行實(shí)際考察。硫化礦巖的含硫量和硫的出現(xiàn)形態(tài)、礦“物組成和分布規(guī)律、礦床成因、地質(zhì)構(gòu)造、礦體賦存條件、節(jié)理裂隙發(fā)育程度、礦巖的自熱自燃傾向性及開采情況等都是判斷自燃火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要判據(jù)，應(yīng)注意查明。在同一礦區(qū)的不同礦體或不同地段，內(nèi)因火災(zāi)的危險(xiǎn)程度是不一樣的，應(yīng)注意鑒別，以便合理地劃分發(fā)火與不發(fā)火礦體（采區(qū)）的界線。

3、礦石最短發(fā)火期。最短發(fā)火期是指從礦石被揭露之日至發(fā)生自燃為止的時(shí)間。影響發(fā)火期的因素較多，準(zhǔn)確性也不易確定，因而觀測(cè)工作難度較大。但從確定火區(qū)開采速度的需要出發(fā)，還是需要做此項(xiàng)工作。發(fā)火期盡可能在坑探期、基建期或生產(chǎn)試驗(yàn)期中初步測(cè)定，在以后的實(shí)踐中逐步修正。對(duì)于可能發(fā)生自燃的礦體，都應(yīng)在其礦石和回采工作面進(jìn)行觀測(cè)，以確定各礦體（區(qū)段）的發(fā)火期。

(4) 對(duì)于有自燃危險(xiǎn)的礦體，在開發(fā)時(shí)要注意采取以下措施：①首先要進(jìn)行開發(fā)可行性研究，以確定開發(fā)在技術(shù)上是否可行、經(jīng)濟(jì)上是否合理、安全是否有保證。②采取預(yù)防火災(zāi)的一-般性措施：井架、井口建筑物和主要井巷用不燃性材料建造；各處準(zhǔn)備充分的消防器材，建立消防制度；注意井口工業(yè)廣場(chǎng)布置的風(fēng)向關(guān)系，在井口及主要井巷設(shè)置防火門等。③從采礦技術(shù)方面采取措施。④從組織工作方面采取預(yù)防措施，包括建立礦山救護(hù)隊(duì)進(jìn)行防火的檢查和防護(hù)，制定事故的預(yù)防和處理計(jì)劃，對(duì)工人進(jìn)行防火安全教育等。3

決定自燃性物質(zhì)火災(zāi)爆炸的技術(shù)參數(shù)1、自燃點(diǎn)

自燃物質(zhì)的自燃點(diǎn)愈低，火災(zāi)危險(xiǎn)性愈大。如賽璐珞的自燃點(diǎn)是150～180℃，煤的自燃點(diǎn)是250～300℃，無疑前者容易發(fā)生自燃。

2、蓄熱條件

這是如賽璐珞、油棉紗、煤堆等二級(jí)自燃物品發(fā)生自燃的重要因素。如果這類物品堆垛得通風(fēng)不良，蓄熱不散或包裝破損被氧化，均能促使其自燃。此外，自燃物質(zhì)若存在某些雜質(zhì)如氧化劑、酸及鐵粉等，會(huì)影響其氧化過程而使自燃機(jī)會(huì)增加，如浸油的纖維內(nèi)含有金屬鐵屑時(shí)，自燃傾向就增大。

3、溫度

升高溫度使氧化速度加快，促使自燃。當(dāng)浸油物品的溫度升高時(shí)，即使是局部地方升溫，也會(huì)加速其氧化過程。而氧化過程中放出的熱，會(huì)使受熱的局部地方的溫度繼續(xù)升高引起自燃。

4、濕度

潮濕常會(huì)加速自燃物質(zhì)的氧化或分解，而引起自燃。如硝化纖維膠片、油布等在過于潮濕的空氣中，會(huì)加速分解和氧化，使溫度上升至物品的自燃點(diǎn)而發(fā)生自燃。

5、助燃物

自燃物品必須在一定的助燃物質(zhì)中才能發(fā)生自燃，其中空氣中的氧能加速其氧化反應(yīng)。如黃磷，必須在空氣(氧氣)、氯氣等助燃物質(zhì)中才能發(fā)生自燃。如果把黃磷投入水中與空氣隔離，甚至加熱到水沸騰也不會(huì)燃燒。但是有的自燃物品，如桐油配料制品，在空氣不足、氧氣缺乏的情況下也能自燃。4

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

尹維龍 - 副教授 - 哈爾濱工業(yè)大學(xué)