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影响煤矸石自燃的因素
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来源:足球体育直播    发布时间:2024-03-31 10:12:30

  煤矿在进行开采过程中会产生固体废弃物——煤矸石,最重要的包含选煤厂尾矿、煤岩巷剥离矸石等。目前,基于我国能源的结构煤田富余而油气缺乏的基本特征,煤矿仍是我国主体能源;正常的情况下,煤矸石约占原煤产量的10%左右,在天然煤净化后可达到12-18%。由于煤矿地处位置、排矸机等基础条件的差异造成煤矸石山堆积工艺、粒度结构也不同;地处平原地区煤矿大部分将煤矸石直接堆积在未垦荒地,形成脊形或者锥形煤矸石山,有的间接被充填至矿井塌陷区。而地处山区的煤矿将煤矸石直接排至山坡自由滚落,填至山沟内。对于目前煤矸石山的安置,造成了大量土地的浪费和各类环境污染,而对人类生态生活与环境的直接危害是煤矸石自燃。煤矸石自燃将产生大量SO2、CO、H2S等多种有毒有害化学气体和大量烟尘,而且易发生煤矸石山坍塌和爆炸等事故,对煤矿工作人员及周边民众生命安全导致非常严重的威胁。

  影响煤矸石自燃的影响因素主要有硫铁矿、含水率、矸石山内外温差、残存煤变质、粒径、漏风强度与孔隙率等。而煤矸石的自燃离不开燃烧三要素:①煤矸石具备自燃倾向性,黄铁矿和水分等因素起到了及其重要的作用;②堆积起来的煤矸石山内部的疏松程度,较大的孔隙率给内、外部的气体交换提供了通道;③煤矸石山内部良好的蓄热条件,初期内部温度不高,但跟着时间推移热量的不断集聚,温度持续升高又推动了氧化放热,最后造成了煤矸石发生自燃现象。煤矸石山的自燃成因是物理、化学变化相结合的结果,如果在其初期以上三种条件任意一个达不到,就不会发生煤矸石山自燃。煤矸石发生自燃过程中,温度的影响可分为3个不同的阶段,即缓慢氧化、加速升温、燃烧。初始情况下硫铁矿燃烧温度较低,遇到氧气后会产生热量致使煤矸石山内温度的升高,加之煤矸石堆积过程中产生的孔隙,使煤矸石山内外气体的交换,造成煤矸石山内部温度继续升高,一段时间的积累造成内部温度达到燃烧的临界值,产生煤矸石山的自燃。升温过程中伴随着地表水分、煤矸石山内含水率、内外受热温差等因素的辅助推动,提供了更加良好的升温环境,致使煤矸石山自燃的发生概率。

  对于矸石山火灾,常用的灭火方法是注浆法。通过将浆液注入矸石层,降低矸石表面温度,达到降温的作用,并且填充矸石间的空隙,阻断矸石与空气的接触。徐州吉安研发的MAG-Ⅰ型复合胶体防灭火材料与黄泥浆或粉煤灰浆复配使用,可以明显提高浆体浓度,减少管路堵塞几率,提高灌浆效率和灌浆质量,属灌浆增强型防灭火材料。在灌浆中的应用,最大限度上避免了灌浆用于矸石山火灾防治时的诸多弊端,比如最大化减少了拉沟现象,提高了填充效果,提高了水在空隙的留滞时间,同时也明显降低了单位灌浆成本,是灌浆技术的一个重要进步。