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煤矸石山自燃治理解决方案

2019-04-16 10:21
煤矸石是煤炭开采、洗选加工过程中产生的固体废弃物,煤矸石的大量堆放,不仅压占土地,影响生态环境,矸石淋溶水将污染周围土壤和地下水,而且煤矸石中含有一定的可燃物,在适宜的条件下发生自燃,排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境,影响矿区居民的身体健康。如果煤矸山堆存方式不当,还可发生塌方、垮塌、崩塌等灾害事故。
矸石山煤矸石大多数是根据矿区的地理情况自然堆积而成,矸石山结构疏松,加上长期雨水的浸泡、淋溶、自燃易造成矸石山表面下层结构疏松,大片的矸石山坍塌下沉、发生滑坡,或是形成许多大的自然裂缝,为石山的自燃提供了供氧通道。一般煤矸石中硫化铁的含量较高,大量的硫化铁氧化放热,为矸石的自燃提供了必要条件。矸石山自燃具有燃烧时间长,燃烧面积大、火源分布广等特点,一旦发生自燃,灭火工作十分困难。
在煤矸石燃烧过程中,氧气通过空隙和孔道输送速度比较慢,另外,孔隙和孔道所占容积较小,煤矸石内可燃物质就不能与氧充分化合,造成了煤矸石的不完全燃烧,因此,煤矸石在自燃过程中放出大量的CO等有毒有害气体,容易引起中毒或在施工过程中引起水煤气爆炸等恶性事故,严重影响这施工安全;同时矸石山易复燃,如果灭火后局部范围矸石温度仍高于某一临界温度,一定时期后熄灭矸石山仍会复燃。煤矸石的不完全燃烧,使得煤矸石山燃烧速度缓慢,燃烧时间长,一座大型矸石山往往要燃烧十多年,甚至几十年的时间。
注浆灭火法是治理矸石山自燃常用的方法。注浆法灭火主要是通过浆液中的水对矸石进行降温和在矸石体上形成包裹体隔绝空气来达到治理的目的,治理过程为:首先根据治理区域的面积布置相对数量的钻孔,其次根据矸石山特点,选择相适应的灭火材料按一定比例调制成灭火浆液,最后用注浆泵将灭火浆液注入到自燃矸石山内部。在灭火浆液流经矸石内部时,浆液中的水分遇到高温矸石会急剧的气化蒸发,矸石内部大部分热量会随着水蒸气被带走,矸石的温度就会迅速下降,同时浆液中的固体材料还会在与矸石接触后将矸石包裹住,也会在矸石间的空隙中起到填充的作用,从而将矸石体与空气有效的隔绝开来,起到了隔绝封闭氧气的作用。如果是碱性灭火浆液,还可以将煤矸石燃烧产生的SO2,H2S等酸性气体进行有效吸收,从而大大减少污染物的排放量,起到保护环境的作用,同时矸石山的内部环境由酸性环境转换为碱性环境,从而大大减小了矸石山的复燃可能性。由此可见注浆灭火是治理煤矸石自燃非常高效、快捷的方法。
徐州吉安研发的普瑞特防灭火新技术非常适合煤矸石山自燃的预防和治理,普瑞特防灭火新技术集氮气、凝胶、三相泡沫、阻化剂等防灭火技术优点于一体,生成的凝胶以泡沫为载体向火区的中、高位火点堆积扩散,所到之处凝胶均能有效覆盖黏附浮煤裂隙,对火区体吸热降温持久保持煤体湿润冷却,同时有效封堵漏风通道;材料添加剂中含有的阻化剂能长久对煤体阻化防治煤体氧化升温;泡沫中的水固结在凝胶体内,避免泡沫易溃浆的缺点;泡沫中的氮气缓慢释放,避免了单独注氮时氮气容易散失的缺点,持久保持火区的惰化

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