《安全技术》之红阳三矿新煤矸石山自燃的预防措施.doc

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1、红阳三矿新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2500t/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

2、矿井生产能力年限太短，已经不能满足生产要求，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

3、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

4、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

5、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：①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；②有氧气存在；③有使热量积聚的环境；④上述条件应维持足够的时间以达到自燃点。其中条件①为煤矸石自燃的内部特征，②③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

6、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，处于缓慢引燃状态时间较长。因此，矸石山自燃的早期发现

7、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

8、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，主要是由于红阳三