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          矸石山自燃滅火技術方案

          煤矸石是煤炭開采伴生的大量固體廢棄物,占據煤炭開采總量的15%~20%。矸石山長期的露天堆放,極易導致煤矸石中的硫鐵礦氧化放熱,導致矸石山發生氧化自燃,目前我國大約有30%堆積的矸石山正在自燃或存在自燃傾向。自燃矸石山不斷向空氣中釋放SO、H2S、CO、CO2等氣體,嚴重破壞礦區周邊的大氣環境,影響周邊居民的身體健康。

          煤矸石自燃不可或缺的3個條件是煤矸石有自燃傾向,在常溫下可以很好地與氧氣進行結合;有充足的氧氣供應和擁有良好的儲熱條件。煤矸石山的供氧條件對矸石自燃起到了決定性作用。根據供氧以及蓄熱條件,可以將矸石山分為3個區域:①不自燃區:在矸石山表面,雖然不斷有氧氣供應,也可以持續發生慢性的氧化反應,但是反應放熱很快散失到周圍環境中,不足以引起自燃。②窒息區:在矸石山內部,空氣中氧氣體積分數很小,氧化反應過程中釋放熱量很少,基本不會令矸石升溫,故這一區域不會發生自燃,這一區域為窒息區。③可能自燃區:在不自燃區和窒息區之間,既有一定的氧氣供應,所產生的熱量也不會全部被外界空氣帶走,氧化產生的熱量令矸石升溫,成為可能自燃區。煤礦中,一般堆積成型的煤矸石山高度為60m左右,其中煤矸石山的堆積半徑可達到50m左右,煤石山的窒息區為堆積半徑大約25m的最內部煤矸石山體,煤研石山5m左右的表層為不自燃區,在窒息區和不自燃區之間的煤石山體即為可能自燃區,可能自燃區的厚度大概為20m左右。

          目前國內外廣泛采用的煤矸石山滅火方法是注漿法,深孔注漿滅火技術在很多自燃的煤矸石山滅火中都取得了良好的效果。但是煤矸石的堆積破碎又無規則,導致注漿法的第一大問題是鉆孔困難。煤矸石山的堆積高度高達6m以上,由于自燃發生的隨機性導致著火區域可能出現在各個高度上,所以鉆孔深度從十幾米乃至幾十米均有可能,而現有的鉆孔技術難以達到要求,技術上存在明顯不足。此外注漿法的第二大問題是難以確定著火點。著火點的準確確定直接關系到注漿滅火的效果。煤矸石山的自燃機理復雜,而且堆積體積過大,自燃發生在煤矸石山內部導致難以確定著火區域,造成注漿滅火的效果大打折扣。常見的煤矸石山滅火是工作人員憑借經驗大概確定著火范圍進行注漿滅火,這種施工往往會助誤了最佳滅火時機,滅火效率差。

          徐州吉安礦業科技的技術團隊結合十年來井工煤火治理經驗,提出矸石山火災治理整套技術,包括高溫區域精準探測與劃定,精準定向注漿降溫,邊坡快速護理。整套技術具備動靜小、工期短、效果持久的顯著特點。通過山西、江西、新疆等多個地區多個不同類型的項目實踐,充分驗證了該技術體系的高效性。

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          創建時間:2022-09-13 14:36
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