露天矿煤炭自燃的原因及防治.docx

露天矿煤炭自燃的原因及防治露天矿煤炭自燃的原因及防治0 0 引言引言哈尔乌素露天矿于 2008 年 1 月正式成立，地表境界南北宽 7.03km，东西长 9.59km，面积 67.45km2，露天矿境界内可采原煤储量为1710.97Mt，煤层平均厚度为 28.8m。其煤质为中灰、低硫、特低磷、高挥发分、中高发热量、灰熔点高的优质动力煤，设计生产能力为年产原煤 20.00Mt。露天矿坑内非工作帮下部煤炭于 2009 年 3 月份开始自燃发火，严重威胁矿山日常安全生产工作。1 1 煤炭自燃的危害煤炭自燃的危害1.1 自然给露天矿带来边坡稳定问题，增加了日常边坡管理的难度。露天矿的北端帮由于煤的自燃，破坏了原设计的边坡角度，容易发生北端帮台阶塌方、滑坡事故。1.2 由于我矿属于深凹露天矿，煤炭自燃所产生的大量有毒、有害气体很难排出坑外，生产现场作业人员的身体健康受到一定伤害，污染了环境，影响了设备操作人员的视线。1.3 初步统计从 2009 年 3 月份至 7 月份纯燃烧掉的煤炭近 1000 吨，直接经济损失达 50 万元。由于煤炭的自燃，给矿山带来了巨大的经济损失。2 2 煤炭自燃的原因煤炭自燃的原因煤层自燃又称煤层自然发火，是指在没有外来热源的情况下，由于煤自身氧化积热，使煤的温度升高而发生的燃烧现象。煤的氧化和自燃是基链反应，即具有自燃倾向性的煤与空气接触，能吸附空气中的氧而在煤的表面生成不稳定的初级氧化物，使煤的化学活性增强，进而煤的氧化速度加快，氧化放热量加大，当热量不能及时散发时，煤温就会逐渐升高，当达到煤的着火点时(300-350)，便开始自燃。煤炭自燃的必要充分条件是：有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态，堆积厚度一般要大于 0.4m。有较好的蓄热条件。有适量的通风供氧。氧浓度15时，煤炭氧化方可较快进行。上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。上述四个条件缺一不可，前三个条件是煤炭自燃的必要条件，最后一个条件是充分条件。3 3 哈尔乌素露天矿煤炭自燃的防治哈尔乌素露天矿煤炭自燃的防治为了防止煤炭自燃，须控制煤与氧接触，并降低反应温度，这是煤矿防灭火技术中最基本也是最重要的原则。3.1 目前，哈尔乌素露天矿采用的灭火方法主要有注水降温法、强行采出法、土岩堆堵法和隔离法等。3.1.1 注水降温法利用露天矿现有 100 吨、40 吨水车洒水灭火。对坑下各处进行监护，发现着火，立即注水降温灭火。然后用推土机、前装机及汽车联合作业，将浇灭的发火煤运至安全地点，进行彻底处理。水浇灭火，从经济角度讲，水浇灭火是经济和有效的，但它存在反作用。表现为：水浇灭火只能灭掉表面火，不能把火彻底灭掉。水把煤层燃烧的灰分、煤粉等冲刷掉，致使新煤面又暴露在空气中，改善了煤的供氧条件，成为新的发火点。由于水的作用，产生了大量的水煤气（CO、H2、H2O 等混合物），难以在较短时间内散发掉，使表面被灭掉的火又燃烧起来，这就是一个火点总是灭不熄的最直接原因。水冲刷后，严重地破坏了非工作帮台阶的完整，同时水注入边坡内，降低了边坡的稳定性。故此方法只适用于坑下零星火点的防灭火工作。