矸石山自燃处理治理应急预案

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1、分预案：矸石自燃突发环境事故应急分预案第一章事故类型和危害分析1.1《矸石自燃突发环境事故应急预案》的意义煤矸石自燃是一个较为普遍的现象。据统计，我国大约有三分之一的矸石山发生过自燃，放出大量的SO2，H2S，CO，CO2和氮氧化物等有害气体并伴有大量烟尘，对矿区环境造成严重污染。编制仁禾煤矿有限责任矿井矸石自燃突发环境事故应急预案，是针对一旦发生矸石自燃事故时，为防止事故恶化，保证迅速、有序、高效地开展应急救援行动，最大限度地减少环境危害、人员伤亡和降低事故损失而预先制定的有关救援计划或方案。它是在辩识和评估潜在的重大危险、事故类型、发

2、生的可能性、发生的过程、事故后果及影响严重程度的基础上，对应急机构与职责、人员、技术装备、物资、救援行动及其指挥与协调等方面预先做出的有可操作性的具体安排。其目的是增强矿井对矸石自燃突发事故的应急处理能力。1.2事故类型和危害分析1.2.1煤矸石自燃原因分析矸石山自燃的因素既多又复杂（机理），据已有研究资料分析，可以概括为两大因素：一是矸石中存在着可燃物，如煤岩中的丝炭、镜煤、亮煤、及夹带的硫铁矿及块煤、坑木等都具有可燃性，这是矸石自燃的内因；二是在倾倒矸石时，大块矸石一般均翻滚在矸石山的底部，小块矸石及粉状矸石留在顶部，这样就自下而上形

3、成较多连通的空隙，它为矸石自燃提供了供氧的途径。另外雨水、空气中的一定湿度为黄铁矿氧化提供了所需的水分，这是矸石自燃的外因。25试验证明，当空气中湿度低于15%时，矸石的吸氧量随湿度的增加而增大，煤的着火温度随水分的增加而降低。只有当水分达到一定程度时，才能阻止煤的氧化自燃。矸石山自燃一般易发生在斜坡，深度在4.5～7m之间，燃烧所发生的位置距矸石山表面2～2.5m，并且燃烧一般只发生在斜坡上。通过观察在中上部冒烟处，其供氧则是从斜坡的下部进入并产生“烟囱”效应，空气沿着斜坡的表层向上流动，而燃烧中心则在斜坡冒烟点下方约十几米处。根据上述

4、理论可知，煤矸石要发生自燃，必须具备以下4个条件：①含有能够在常温下氧化的物质或可燃物，即煤矸石具有自燃倾向性;②有氧气存在；③有使热量积聚的环境；④维持足够的时间以达到引燃温度。由此可看出条件①为煤矸石自燃的内部特征条件②、③和④是煤矸石自燃的外部条件，为此我们要想预防煤矸石自燃发火，就必须着重研究其可以人为改变的外部条件，进而想办法抑制其自燃发火。1.2.2煤矸石自燃的特征煤矸石自燃具有两个特征：一是从矸石内部先燃烧；二是属于不完全燃烧。（1）从矸石内部先燃烧煤矸石和自燃取决于供氧条件，供氧是沿着矸石之间的孔隙和孔道向内部补给的，矸石

5、山内的中部有利于氧化反应生成热的积聚，所以燃烧首先在这里开始。自燃后，燃烧地带具有燃烧中心的特性。（2）不完全燃烧　　25煤矸石在堆积时，颗粒的形状和大小是不规则的，从而在煤矸石之间形成孔隙和孔道。在自燃之前，这些孔隙和孔道首先为黄铁矿和碳质可燃物的氧化提供空气；在自燃之后，又可以为可燃物质燃烧补给空气。由于煤矸石的燃烧在煤矸石山的中部开始，因此通过孔隙和孔道输送空气的速度比较缓慢；另外，孔隙和孔道所占容积较小，煤矸石内可燃物质不能与氧充分化合，也就是不能充分燃烧；所以，从整体上说，煤矸石燃烧是在供氧量不足情况下进行的，其燃烧性质属于不完

6、全燃烧。（3）煤矸石自燃的三个过程煤矸石的自燃与其他含碳物质的燃烧一样，符合燃烧物理学原理，即必须经过缓慢反应——氧化自动升温-稳定燃烧三个过程。（4）矸石自燃区域的划分据研究：一座正在自燃的矸石山根据温度高低概可划分为三个带：即燃烬带，燃烧带和未燃带。燃烬带处于矸石山的底部，温度约为100～300℃，外观呈灰白色或灰红色；燃烧带处于矸石山的中部，最高温度可达1000℃；未燃带处于矸石山顶部，温度约为300～500℃。1.2.3矸石自燃环境危害效应（1）空气污染自燃的矸石山不但放出大量的SO2、CO2，还释放出大量的H2S和CO气体，也释

7、出一定量的S。H2S的污染比SO22的污染更为严重，而这一点往往被人所忽视。矸石中的有机物在氧化分解过程中还生成一定量的氮氧化物和苯并（a）芘等有害物质。苯并芘系一种强致癌物质，它是由于煤和煤矸石不完全燃烧和裂解所产生的。苯并芘以气相或吸附在烟尘中排入大气。它在水中可溶性极低，在土壤中完全失效所需时间3～5a。总之，煤矸石自燃不仅严重污染大气，而且对周围居民的健康影响非常巨大。（2）其他环境效应除以上危害外，矸石堆积区尚有矸石爆炸效应、平川堆积区的稳定效应和山谷堆积区的伴生效应等。25①爆炸效应由煤矸石爆炸造成矸石雨伤人事件，国内外皆有报

8、道。正在燃烧的矸石山，一俟冷水浇淋，产生温度效应，可立即引起爆裂，由温度差形成的气浪可使不同粒径的破碎矸石以抛物线的形式四面喷射，酷似黑色冰雹，重者伤人致残。②稳定效应矸石山堆积区的区域范围除