因為煤的主要成分是炭,和空氣接觸時氧化,氧化時散發熱量,若此時空氣流通,熱量就會很快散失。一旦空氣不流通,熱量聚集到一定程度,煤層就會自燃。另一個引發煤層自燃的原因可能是由於礦井下電線短路引起的,電火花點燃瓦斯,然後使整個煤層自燃。不過,煤層自燃最關鍵的問題是空氣流通。如,地下廢礦區,那裡的空氣不流通,以前剩下的煤逐漸氧化,產生的熱量無法散發,最後只能導致煤炭自燃。在地層中的水平煤層經過多次地質運動大多變為傾斜煤層,煤層露頭後與空氣接觸,氧化後積熱增溫,引發自燃,最終釀成煤田火災。首先指出燃燒不一定需要氧氣燃燒必須同時具備下列三個條件。(1)有可燃物存在凡能與空氣中的氧或氧化劑起劇烈反應的物質均稱為可燃物。可燃物包括可燃固體,如煤、木材、紙張、棉花等;可燃液體,如汽油、酒精、甲醇等;可燃氣體,如氫氣,一氧化碳、液化石油氣等。在化工生產中很多原料、中間體、半成品和成品是可燃物質。(2)有助燃物存在凡能幫助和維持燃燒的物質,均稱為助燃物。常見的助燃物是空氣和氧氣以及氯氣和氯酸鉀等氧化劑。(3)有點火源存在凡能引起可燃物質燃燒的能源,統稱為點火源。如明火、撞擊、摩擦高溫表面、電火花、光和射線、化學反應熱等。可燃物、助燃物和點火源是構成燃燒的三個要素,缺少其中任何一個,燃燒便不能發生;另外,燃燒反應在溫度、壓力、組成和點火能量等方面都存在極限值。在某些條件下,如可燃物未達到一定的濃度,助燃物數量不夠,點火源不具備足夠的溫度或熱量,即使具備了燃燒的三個條件,燃燒也不會發生。例如氫氣在空氣中的濃度小於4%時就不能點燃,而一般可燃物質在空氣中的氧氣低於14%時也不會發生燃燒。對於已經進行著的燃燒,若消除其中一個條件,燃燒便會終止,這就是滅火的基本原理。燃燒的條件一、燃燒的必備條件燃燒,俗稱著火,是指可燃物與氧或氧化劑作用發生的釋放熱量的化學反應,通常伴有火焰和發煙的現象。近年來年研究表明,絕大多數物質燃燒的本質是一種自由基的鏈反應。只要有適當條件引發自由基的產生(引火條件),鏈反應就會開始,然後連續自動地迴圈發展下去,直至反應物全部轉化完畢為止。在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災害,叫做火災。任何物質發生燃燒,都有一個由未燃狀態轉向燃燒狀態的過程。這過程的發生必須具備三個條件:即:可燃物、助燃物和著火源,並且三者要相互作用。一、可燃物凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起化學反應的物質稱可燃物。按其物理狀態還可分為氣體可燃物(如氫氣、一氧化碳等)、液體可燃物(如汽油、酒精等)和固體可燃物(如木材、布匹、塑膠等)三類。二、助燃物凡是能幫助和支援可燃物燃燒的物質,即能與可燃物發生氧化反應的物質稱為助燃物(如空氣、氧氣、氯氣以及高錳酸鉀、氯酸鉀等氧化物和過氧化物等)。能夠使可燃物維持燃燒不致熄滅的最低氧含量即氧指數。空氣中氧含量約為21%,而空氣是到處都有的,因而它是最常見的助燃物。發生火災時,除非是密閉室內的初起小火可用隔絕空氣的“悶火”手段撲滅,否則這個條件較難控制。三、著火源凡能引起可燃物與助燃物發生反應的能量來源(常見的是熱能源)稱作著火源。根據其能量來源不同,著火源可分為:明火、高熱物體、化學熱能、電熱能、機械熱能、生物能、光能和核能等。此外,可燃物質燃燒所需的著火能量是不同的,一般可燃氣體比可燃固體和可燃液體所需的著火能量要低。著火源的溫度越高,越容易引起可燃物燃燒。綜上所述,只有在可燃物、助燃物和著火源三個條件同時具備,而且數量達到一定比例的前提下,互相結合,互相作用,燃燒才能發生。否則,燃燒不能發生。可見,不論採用什麼措施,只要能破壞已經產生的燃燒條件,去掉其中任何一個,火災即可撲滅。此外,也可運用現代滅火理論,用滅火劑和阻燃劑加入燃燒的鏈反應中,消滅自由基,使鏈增長中斷,從而取得比傳統的滅火手段更為有效的滅火效應。二、燃燒型別燃燒可分為閃燃、自燃和點燃等幾種型別,每種型別的燃燒都有其特點。一、閃燃閃燃是可燃性液體的特徵之一。各種液體的表面都有一定量的蒸氣存在,蒸氣的濃度取決於該液體的溫度。對同種液體,溫度越高,蒸氣濃度越大。液體表現的蒸氣與空氣混合會形成可燃性的混合氣體。當液體升溫至一定的溫度,蒸氣達到一定的濃度時,如有火焰或熾熱物體靠近此液體表面,就會發生一閃即滅的燃燒,這種燃燒現象叫閃燃。在規定的試驗條件下,液體發生閃燃的最低溫度,叫做閃點。閃點是評定液體火災危險性的主要根據。液體的閃點越低,火災危險性越大。二、著火著火變稱強制點燃。即可燃物質和空氣共存條件下,達到某一溫度時與明火直接接觸引起燃燒,在火源移去後仍能保持繼續燃燒的現象。物質能被點燃的最低溫度叫燃點,也叫著火點。對固體和高閃點液體,燃點是用於評價其火災危險性的主要依據。在防火和滅火工作中,只要能把溫度控制在燃點溫度以下,燃燒就不能進行。三、自燃自燃包括本身自燃和受熱自燃。某些物質在沒有外來熱源影響時,由於物質內部所產生的物理、化學及生物化學過程產生熱量,這些熱量在某些條件下會積聚起來,導致升溫,又進一步加快上述過程的進行速度……,於是可燃物溫度越來越高,當達到一定的溫度時,就會發生燃燒,這就叫本身自燃。由外來熱源將可燃物加熱,使其溫度達到自燃溫度,未與明火接觸就發生燃燒,這叫受熱自燃。本身自燃與受熱自燃的區別在於熱的來源不同。常見自燃現象有:堆積植物的自燃、煤的自燃、塗油物(油紙、油布)的自燃、化學物質及化學混合物的自燃等。在規定的試驗條件下,可燃物質產生自燃的最低溫度叫做自燃點。自燃點是判斷、評價可燃物質火災危險性的重要指標之一,自燃點越低,物質的火災危險性越大。四、爆炸爆炸可分為化學爆炸、物理爆炸和核爆炸。化學爆炸是指在極短的時間內,由於可燃物和爆炸物品發生化學反應而引發的瞬間燃燒,同時生成在量熱和氣體,並以很大壓力向四周擴散的現象。物理爆炸是一種純物理過程,如蒸汽鍋爐爆炸、輪胎爆炸等,多數是由於物質受熱、體積膨脹、壓力劇增、超過容器耐壓引起的。爆炸時沒有燃燒,但有可能引發火災,而化學爆炸的火災危險性要大得多。可燃氣體(或蒸氣、粉塵)與空氣的混合物必須在一定的濃度範圍內,遇火源才能發生爆炸。這個遇火源發生爆炸的可燃氣體濃度範圍,稱為爆炸濃度極限。爆炸濃度極限可用來評定可燃氣體和可燃液體火災危險性的大小,作為可燃氣體分級和確定其火災危險性類別的標準。三、燃燒蔓延的原因大多數火災的發生,都是從可燃物的某一部分開始,然後蔓延擴大的。這是因為物質在燃燒時造就了一個危險的熱傳播過程,即燃燒——熱效應——燃燒。燃燒產生的熱效應使燃燒點周圍的可燃物受熱發生分解、著火和自燃,如此往復,火熱便迅速地向周圍蔓延開去。熱傳播除了火焰直接接觸外,還有三個途徑:即熱傳導、熱輻射和熱對流。一、熱傳導熱傳導是指熱量從物體的一部分傳到另一部分的現象。所有的固體、氣體、液體物質都有導熱效能,但通常以固體為最強,而固體之間的差別又很大。一般來說金屬的導熱性強於非金屬,大量金屬無機物的導熱效能又強於有機物質。導熱效能好的物質不利於控制火情,因為熱量可透過導熱物體向其他部分傳導,導致與其接觸的可燃物質起火燃燒。因此,為了制止由於熱傳導而引起的火勢蔓延,火場上應不斷冷卻被加熱的金屬構件,迅速疏散、清除或隔熱材料隔離與被加熱的金屬構件相聯(或附近)的可燃物。二、熱輻射熱輻射是指熱量以輻射線(或電磁波)的形式向外傳播的現象。當可燃物燃燒形成火焰時,便大量地向周圍傳播熱能,火勢越猛,輻射熱能越強。為了減弱受到的熱輻射,可增加受輻射物體與輻射源的距離和夾角,或設定隔熱屏障。例如,在建築物間留出必要的防火間距,砌築防火牆,設定固定水幕,種植闊葉樹等。在火場上,應用水、泡沫等冷卻受到輻射熱作用的物體表面,設法疏散、隔離和消除受輻射熱威脅的可燃物。滅火人員的水槍陣地要選擇適當角度,以減少受到熱輻射的影響。三、熱對流熱對流是指透過流動介質將熱量從空間的一處傳到另一處的現象。它是影響早期火災發展的最主要因素。根據流動介質的不同可分為氣體對流和液體對流。液體對流可造成容器內整個液體溫度升高,蒸發加快,壓力增大,以至使容器爆裂,或蒸氣逸出遇著火源而燃燒,使火勢蔓延。氣體對流則能夠加熱可燃物達到燃燒程式,使火勢擴大。而被加熱的氣體在上升和擴散的同時,一方面引導周圍空氣流入燃燒區,使燃燒更為猛烈,另一方面還會引導燃燒蔓延方向發生變化,增大撲救難度,因此,在撲救火災時為了消除和降低氣體對流,應設法堵塞能夠引起氣體對流的孔洞,把煙霧導向沒有可燃物或危險性較小的地方,用噴霧水冷卻和降低氣流的溫度。
因為煤的主要成分是炭,和空氣接觸時氧化,氧化時散發熱量,若此時空氣流通,熱量就會很快散失。一旦空氣不流通,熱量聚集到一定程度,煤層就會自燃。另一個引發煤層自燃的原因可能是由於礦井下電線短路引起的,電火花點燃瓦斯,然後使整個煤層自燃。不過,煤層自燃最關鍵的問題是空氣流通。如,地下廢礦區,那裡的空氣不流通,以前剩下的煤逐漸氧化,產生的熱量無法散發,最後只能導致煤炭自燃。在地層中的水平煤層經過多次地質運動大多變為傾斜煤層,煤層露頭後與空氣接觸,氧化後積熱增溫,引發自燃,最終釀成煤田火災。首先指出燃燒不一定需要氧氣燃燒必須同時具備下列三個條件。(1)有可燃物存在凡能與空氣中的氧或氧化劑起劇烈反應的物質均稱為可燃物。可燃物包括可燃固體,如煤、木材、紙張、棉花等;可燃液體,如汽油、酒精、甲醇等;可燃氣體,如氫氣,一氧化碳、液化石油氣等。在化工生產中很多原料、中間體、半成品和成品是可燃物質。(2)有助燃物存在凡能幫助和維持燃燒的物質,均稱為助燃物。常見的助燃物是空氣和氧氣以及氯氣和氯酸鉀等氧化劑。(3)有點火源存在凡能引起可燃物質燃燒的能源,統稱為點火源。如明火、撞擊、摩擦高溫表面、電火花、光和射線、化學反應熱等。可燃物、助燃物和點火源是構成燃燒的三個要素,缺少其中任何一個,燃燒便不能發生;另外,燃燒反應在溫度、壓力、組成和點火能量等方面都存在極限值。在某些條件下,如可燃物未達到一定的濃度,助燃物數量不夠,點火源不具備足夠的溫度或熱量,即使具備了燃燒的三個條件,燃燒也不會發生。例如氫氣在空氣中的濃度小於4%時就不能點燃,而一般可燃物質在空氣中的氧氣低於14%時也不會發生燃燒。對於已經進行著的燃燒,若消除其中一個條件,燃燒便會終止,這就是滅火的基本原理。燃燒的條件一、燃燒的必備條件燃燒,俗稱著火,是指可燃物與氧或氧化劑作用發生的釋放熱量的化學反應,通常伴有火焰和發煙的現象。近年來年研究表明,絕大多數物質燃燒的本質是一種自由基的鏈反應。只要有適當條件引發自由基的產生(引火條件),鏈反應就會開始,然後連續自動地迴圈發展下去,直至反應物全部轉化完畢為止。在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災害,叫做火災。任何物質發生燃燒,都有一個由未燃狀態轉向燃燒狀態的過程。這過程的發生必須具備三個條件:即:可燃物、助燃物和著火源,並且三者要相互作用。一、可燃物凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起化學反應的物質稱可燃物。按其物理狀態還可分為氣體可燃物(如氫氣、一氧化碳等)、液體可燃物(如汽油、酒精等)和固體可燃物(如木材、布匹、塑膠等)三類。二、助燃物凡是能幫助和支援可燃物燃燒的物質,即能與可燃物發生氧化反應的物質稱為助燃物(如空氣、氧氣、氯氣以及高錳酸鉀、氯酸鉀等氧化物和過氧化物等)。能夠使可燃物維持燃燒不致熄滅的最低氧含量即氧指數。空氣中氧含量約為21%,而空氣是到處都有的,因而它是最常見的助燃物。發生火災時,除非是密閉室內的初起小火可用隔絕空氣的“悶火”手段撲滅,否則這個條件較難控制。三、著火源凡能引起可燃物與助燃物發生反應的能量來源(常見的是熱能源)稱作著火源。根據其能量來源不同,著火源可分為:明火、高熱物體、化學熱能、電熱能、機械熱能、生物能、光能和核能等。此外,可燃物質燃燒所需的著火能量是不同的,一般可燃氣體比可燃固體和可燃液體所需的著火能量要低。著火源的溫度越高,越容易引起可燃物燃燒。綜上所述,只有在可燃物、助燃物和著火源三個條件同時具備,而且數量達到一定比例的前提下,互相結合,互相作用,燃燒才能發生。否則,燃燒不能發生。可見,不論採用什麼措施,只要能破壞已經產生的燃燒條件,去掉其中任何一個,火災即可撲滅。此外,也可運用現代滅火理論,用滅火劑和阻燃劑加入燃燒的鏈反應中,消滅自由基,使鏈增長中斷,從而取得比傳統的滅火手段更為有效的滅火效應。二、燃燒型別燃燒可分為閃燃、自燃和點燃等幾種型別,每種型別的燃燒都有其特點。一、閃燃閃燃是可燃性液體的特徵之一。各種液體的表面都有一定量的蒸氣存在,蒸氣的濃度取決於該液體的溫度。對同種液體,溫度越高,蒸氣濃度越大。液體表現的蒸氣與空氣混合會形成可燃性的混合氣體。當液體升溫至一定的溫度,蒸氣達到一定的濃度時,如有火焰或熾熱物體靠近此液體表面,就會發生一閃即滅的燃燒,這種燃燒現象叫閃燃。在規定的試驗條件下,液體發生閃燃的最低溫度,叫做閃點。閃點是評定液體火災危險性的主要根據。液體的閃點越低,火災危險性越大。二、著火著火變稱強制點燃。即可燃物質和空氣共存條件下,達到某一溫度時與明火直接接觸引起燃燒,在火源移去後仍能保持繼續燃燒的現象。物質能被點燃的最低溫度叫燃點,也叫著火點。對固體和高閃點液體,燃點是用於評價其火災危險性的主要依據。在防火和滅火工作中,只要能把溫度控制在燃點溫度以下,燃燒就不能進行。三、自燃自燃包括本身自燃和受熱自燃。某些物質在沒有外來熱源影響時,由於物質內部所產生的物理、化學及生物化學過程產生熱量,這些熱量在某些條件下會積聚起來,導致升溫,又進一步加快上述過程的進行速度……,於是可燃物溫度越來越高,當達到一定的溫度時,就會發生燃燒,這就叫本身自燃。由外來熱源將可燃物加熱,使其溫度達到自燃溫度,未與明火接觸就發生燃燒,這叫受熱自燃。本身自燃與受熱自燃的區別在於熱的來源不同。常見自燃現象有:堆積植物的自燃、煤的自燃、塗油物(油紙、油布)的自燃、化學物質及化學混合物的自燃等。在規定的試驗條件下,可燃物質產生自燃的最低溫度叫做自燃點。自燃點是判斷、評價可燃物質火災危險性的重要指標之一,自燃點越低,物質的火災危險性越大。四、爆炸爆炸可分為化學爆炸、物理爆炸和核爆炸。化學爆炸是指在極短的時間內,由於可燃物和爆炸物品發生化學反應而引發的瞬間燃燒,同時生成在量熱和氣體,並以很大壓力向四周擴散的現象。物理爆炸是一種純物理過程,如蒸汽鍋爐爆炸、輪胎爆炸等,多數是由於物質受熱、體積膨脹、壓力劇增、超過容器耐壓引起的。爆炸時沒有燃燒,但有可能引發火災,而化學爆炸的火災危險性要大得多。可燃氣體(或蒸氣、粉塵)與空氣的混合物必須在一定的濃度範圍內,遇火源才能發生爆炸。這個遇火源發生爆炸的可燃氣體濃度範圍,稱為爆炸濃度極限。爆炸濃度極限可用來評定可燃氣體和可燃液體火災危險性的大小,作為可燃氣體分級和確定其火災危險性類別的標準。三、燃燒蔓延的原因大多數火災的發生,都是從可燃物的某一部分開始,然後蔓延擴大的。這是因為物質在燃燒時造就了一個危險的熱傳播過程,即燃燒——熱效應——燃燒。燃燒產生的熱效應使燃燒點周圍的可燃物受熱發生分解、著火和自燃,如此往復,火熱便迅速地向周圍蔓延開去。熱傳播除了火焰直接接觸外,還有三個途徑:即熱傳導、熱輻射和熱對流。一、熱傳導熱傳導是指熱量從物體的一部分傳到另一部分的現象。所有的固體、氣體、液體物質都有導熱效能,但通常以固體為最強,而固體之間的差別又很大。一般來說金屬的導熱性強於非金屬,大量金屬無機物的導熱效能又強於有機物質。導熱效能好的物質不利於控制火情,因為熱量可透過導熱物體向其他部分傳導,導致與其接觸的可燃物質起火燃燒。因此,為了制止由於熱傳導而引起的火勢蔓延,火場上應不斷冷卻被加熱的金屬構件,迅速疏散、清除或隔熱材料隔離與被加熱的金屬構件相聯(或附近)的可燃物。二、熱輻射熱輻射是指熱量以輻射線(或電磁波)的形式向外傳播的現象。當可燃物燃燒形成火焰時,便大量地向周圍傳播熱能,火勢越猛,輻射熱能越強。為了減弱受到的熱輻射,可增加受輻射物體與輻射源的距離和夾角,或設定隔熱屏障。例如,在建築物間留出必要的防火間距,砌築防火牆,設定固定水幕,種植闊葉樹等。在火場上,應用水、泡沫等冷卻受到輻射熱作用的物體表面,設法疏散、隔離和消除受輻射熱威脅的可燃物。滅火人員的水槍陣地要選擇適當角度,以減少受到熱輻射的影響。三、熱對流熱對流是指透過流動介質將熱量從空間的一處傳到另一處的現象。它是影響早期火災發展的最主要因素。根據流動介質的不同可分為氣體對流和液體對流。液體對流可造成容器內整個液體溫度升高,蒸發加快,壓力增大,以至使容器爆裂,或蒸氣逸出遇著火源而燃燒,使火勢蔓延。氣體對流則能夠加熱可燃物達到燃燒程式,使火勢擴大。而被加熱的氣體在上升和擴散的同時,一方面引導周圍空氣流入燃燒區,使燃燒更為猛烈,另一方面還會引導燃燒蔓延方向發生變化,增大撲救難度,因此,在撲救火災時為了消除和降低氣體對流,應設法堵塞能夠引起氣體對流的孔洞,把煙霧導向沒有可燃物或危險性較小的地方,用噴霧水冷卻和降低氣流的溫度。