1、煤矸石山自燃的预防措施煤矸石山自燃的预防措施1 概况沈阳煤业集团红阳三矿位于红阳煤田西部，地质储量 1.58 亿 t，煤种主要是贫煤、瘦煤和贫瘦煤。红阳三矿为低瓦斯矿井。矿井设计年生产能力 150 万 t，服务年限 55.6a。矿井排矸量为 87 万 t/a，以 1999年产矸量为 110 万 t2000 年产矸量 87 万 t 的实际情况，现产矸量大约2 500t/d。2001 年的产矸量预计为 91.25 万 t。对原矸石山测定，山类高度 62m，面积为 79.762m2。如果按垂直高度 100m 计算，能存 300万 t 矸石，实际还能储存 125 万 t，服务矿井生产能力年限太短，已经
2、不能满足生产要求，需要另建一座 300 万 t 储量的矸石山。新建矸石山在原矸石山北侧，在选煤厂手选胶带排矸仓半中心线以北，倾角41.2。紧靠原矸石山，占地面积 78 亩；其南侧为矿区工矿区域，另外三侧界面为附近农田，地属平原特征。2 自燃原因分析红阳三矿排矸方式，采用双向索道排矸，这种工艺排矸形成的煤矸石山为圆锥形。因矸石自上而下自然滚落形成坡度较大，往往可达到数十米乃至上百米。因煤矸石的偏析作用，大块的矸石滚落到矸石山底层，较细颗粒的矸石则留在矸石山的顶部，中等粒度的煤矸石则分布在矸石山的中部层，形成边坡安息角为 40左右的斜面。这种排矸方式暴露面积极大，非常疏松并且斜坡进速度慢。所以锥形
3、矸石山空气渗透性最好，很容易为矸石山的自燃创造必要的条件。因此表层矸石可以在较长的时间内不被新倾斜的矸石掩埋，基一，保持较好的供氧条件，其二、一旦超过矸石自燃临界渗透风速怀临界温度，引起矸石的物理化学反应加速自燃。倾倒的薄薄一层矸石正好为添加燃料，形成不断燃烧的恶性循环，加地上处常年主导风向西南风，四季气候变化明显，很容易形成“因囱效应”。因此提示我们对排矸方式及堆积方式贯穿施工工艺方案中，重点放在预防矸石山自燃。红阳三矿原矸石山已燃烧多年，目前因生产环节不能影响采煤，现仍继续排矸，燃烧点主要分布在斜坡部分及顶部卸矸区。燃烧区内烟雾弥漫，释放出大量的有毒气体，严重污染矿区周围的大气环境，恶化排
4、矸场区作业条作，影响生态景观。3 煤矸石山自燃预防方案的确定原则矸石山自燃是一种比较特殊的燃烧系统，它的起燃和维持燃烧，火区的转移同一般灭火有很大差别。在采取措施进行预防自燃时，不仅需要考虑常规灭火的一般规律，还要考虑矸石山的特殊规律。由于影响矸石山自燃的因素比较多，所以在实施预防工程之前，必须先了解矸石山的自燃条件、特征及燃烧的特殊因素，确保预防工程的可靠性。3.1 煤矸石自燃的条件分析煤矸石自燃的条件是为了能有针对性地采取措施进行防治。煤矸石山要生自燃，必须具国备 4 个条件：含有能够在常温下氧化的物质或可燃物即煤矸石具有自燃八倾向性；有氧气存在；有使热量积聚的环境；上述条件应维持足够的时
5、间以达到自燃点。其中条件为煤矸石自燃的内部特征，为其自燃的外部条件。对于某一确定的煤矸石山（即其组成、含量及分布情况已确定），当分析其自燃时，可着重分析煤矸石山自燃的外部条件。3.2 煤矸石自燃的特征矸石山是大量颗粒矸石堆积形成的，具有大体积多孔介质的特性。由于煤矸石组成比较复杂，可燃物质和惰性物南的分布、粒度大小等不均匀，造成自燃后燃烧强度不均匀，自热和自燃的不均匀反过来又加强了温度和空气流动分布的不均匀，而且由于氧气供应不足，具有不完全燃烧的特点。燃烧发展过程十分缓慢而隐蔽，在自燃的初期阶段，一般从内部先燃烧，燃烧涉及的矸石数量很少，燃烧强度不大，释放热量很少，自燃区温度也不高，处于缓慢引
6、燃状态时间较长。因此，矸石山自燃的早期发现和自燃区的准确定位都很困难。预防矸石山的自燃是一项综合性系统工程，从方案设计到工程实施的每一个环节，需十分紧密才能确保施工质量。3.3 煤矸石自燃预防遵循原则煤矸石山自燃预防就是通过某种手段，消除自燃的条件，使煤矸石山自燃的各条件之间不能连续做出反应，达到阻断煤矸石自燃的目的。而且煤矸石山的自燃还与矸石山的堆积形式、黄铁矿的含量、水分 的存在、矸石山的透气性、氧化时间等因素有关。归纳起来，预防煤矸石山自燃可参遵循以下的原则：（1）减少矸石中可燃物的含量。（2）减少矸石的活化能，即提高矸石的临界温度，采取阻燃剂可以达到此目的。（3）降低矸石山堆积高度。矸石山高度低于临界高则不会发生自燃。如采用分层堆积（并压实）的方式，每层矸石的层厚亦不要超过其临界高度（即 5m）。（4）降低矸石山斜坡的坡度，如安息角可由原来的 40降至 15。（5）对矸石山表面进行封闭，采用分层压实或沟带法建造全封闭的煤矸石山。（6）尽量防止水浸入矸石山、（7）建立温度测试点，以判断该地段是否有自燃的倾向。对于红阳三矿新建的矸石山，上述（1）、（3）、（4）项难以执行，主要是由
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