红阳三矿新煤矸石山自燃的预防措施.docx

欢迎光临安全人之家 https:/ 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 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 欢迎光临安全人之家 https:/ 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 欢迎光临安全人之家 https:/ 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。 欢迎光临安全人之家 https:/ 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