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當下煤火問題正在逐步成為破壞我國區域環境和資源安全的嚴重威脅,日益演變成影響全國,乃至全球氣候變暖的世界性難題。特別是矸石山自燃成為影響環境污染的重要因素,成為目前煤礦火災治理的重中之重,由于煤矸石中含有殘煤、碳質泥巖、碎木材等可燃物質,災長期露天堆積后,會發生自燃現象,能夠引發爆炸現象,給礦區帶來巨大的經濟損失。煤矸石自燃過程中排放出大量的CO、CO2、SO2、H2S、等有毒有害氣體,嚴重影響礦區周圍環境。所以煤火的危害是巨大的,應加強對矸石山自燃發火的預防和治理。

矸石山自燃火災防治

服務項目

矸石山自燃火災治理背景

傳統矸石山自燃火災治理手段

傳統矸石山自燃治理手段主要有黃土覆蓋、翻堆剝離、內部注水等,但這些方法都不能從根本上解決矸石山自燃。黃土覆蓋,工藝簡單,但邊坡護理難度大,黃土風吹、雨淋后,表層容易產生裂隙,造成漏風通道;翻堆剝離,工藝簡單,但降溫不徹底,易復燃,工程量大,安全隱患較多,施工成本較高,效率低,治理過程中嚴重污染環境;內部注水,僅適用極小范圍高溫火點治理、極易造成大量水流失;自燃高溫處遇水后,加速自燃,“越澆越著,容易發生水煤氣爆炸事故。

矸石山火災治理技術

矸石山的自燃,有其自身特點,但本質上與煤自燃成因基本一致,吉安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。

 

治理第一步:全面了解火區溫度分布
施工目標:對火區進行探測分析,掌握發火范圍,分析具體的自燃成因,繪制出三維高溫分布圖。
施工方法:
1.利用紅外熱成像技術對矸石山進行整體掃描,采集紅外熱圖。

2.在紅外測溫的基礎上,設計施工相關探溫鉆孔,利用鉆孔測溫儀對鉆孔測溫。

3。匯集紅外熱圖及鉆孔溫度數據,利用我公司自研的專業分析軟件繪制高溫分布圖,確定治理范圍。


治理第二步:設計并施工注漿鉆孔
施工目標:科學合理的設計施工注漿鉆孔是安全高效注漿施工的基礎。

施工方法:
1、鉆孔設計
鉆孔數量:根據自燃發火區域的面積決定。

鉆孔間、排距:根據矸石山內部孔隙率、注漿泵壓力及注漿材料的擴散性決定。

鉆孔深度:根據溫度層分布情況決定。

2、鉆孔施工

依據鉆孔設計圖紙,現場利用履帶式鉆機施工注漿鉆孔。

 

治理第三步:注漿降溫

施工目標:災害治理的首要目標是降溫,把高溫區域的溫度控制到接近常溫的水平,阻斷氧化燃燒的惡性循環。

矸石山固有的稀疏結構屬性決定了注漿工作必須實現對高溫區域的精準注漿,既能有效降溫,又要避免漿體無限制擴散和潰漿,效果還要穩定持久。

基于上述原因,我公司技術團隊梳理吉安防滅火技術體系后,選定了如下注漿材料及基本施工工藝:

注漿材料一:復合膠體(MAG-Ⅰ)防滅火材料

MAG-Ⅰ型復合膠體防滅火材料與黃泥(粉煤灰)漿復配使用,以黃泥(粉煤灰)為固料,制成膏體狀漿體(見下圖),再利用我公司設計的超高粘度注漿設備把泥漿膏體注入火區。膏體狀泥漿含水量大,沒有自然流動性,既有良好的吸熱降溫性能,又能確保漿體不會大量流失到設計區域外,后期固化后又能充填火區空隙,避免復燃。

注漿材料二:復合膠體(MAG-Ⅱ)防滅火材料

MAG-Ⅱ型復合膠體防滅火材料與水配合使用,可高效改變水的物理形態,將常態水處理成難以流動甚至不能流動的類固態水凝膠,解決了常態水不受控制的弊端,提高了水在火區裂隙內的留滯時間,具有優越的吸熱降溫、隔氧冷卻功能,根據不同用途,可以通過調整添加量配制出不同粘稠度的漿體。其在矸石山治理領域,主要利用其高效的鎖水固水能力,以實現對水的有效控制。

 

治理第四步:邊坡護理,封堵漏風通道

技術目標:通過在漏風坡面表面噴灑阻封材料,阻斷矸石山氧氣補給通道。

阻封材料具有良好的成膜特性,噴灑到坡面后,可以形成0.2-3毫米厚度的致密性防護膜,起到粘結、防風、隔絕空氣的作用。

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