西曲煤矿矸石山自燃火区探测及治理技术

针对自燃的矸石山散发出有害气体污染环境,还有可能发生爆炸的问题,对自燃严重的西曲煤矿矸石山进行综合灭火,以达到净化环境、消除危险的目的。采用红外测温、多参数气体检测和钻孔测温相结合的综合探测技术,确定火区分布于矸石山的东侧,面积为650 m2,进而合理布置注浆钻孔,确定注浆参数,选用电厂粉煤灰与新型防灭火材料对火区进行注浆灭火。治理结果表明：矸石山的CO体积分数从840伊10-6降至12伊10-6,H2S体积分数从89伊10-6降至趋近于0,SO2体积分数为0,矸石山表面温度与当地气温相同,内部温度从最高420 益降至80 益以下,达到了《煤矿矸石山灾害防范与治理规范》要求。     

矸石山自燃危险性评价及治理技术

为简便快捷地评价矸石山的自燃危险性并实施有效的防治措施,以煤矸石的自燃倾向性、漏风供氧、聚热散热和外界条件为指标建立了矸石山自燃危险性评价指标体系,运用该指标体系对白家庄矿矸石山的自燃危险性进行了评价.结果表明,该矸石山自燃危险性高,为易自燃矸石山,采用红外热成像技术和钻孔测温相结合的方法对矸石山进行了火源探测,进而采取覆盖剥离、注浆灭火和注浆封堵相结合的措施对其进行治理.通过治理,矸石山内部温度从390℃降到80℃以下,达到了相关规范的要求.     

煤矿矸石山灭火治理与自燃预警技术研究

为有效治理煤矿矸石山的自燃及防止灭火后的矸石山二次复燃,从矸石山自燃原理、灭火方法和灭火材料选择等方面进行了分析。以石灰、黄土、粉煤灰、电石渣为注浆材料,采用注浆法和自主研发的温度在线检测、远程无线传输和温度超限报警的自燃预警技术装置,对寺河煤矿自燃矸石山进行了灭火和自燃预警应用,取得了良好效果。     

基于系统测温的矸石山自燃状况评估方法

为了解决自燃矸石山治理过程中的测温难点,准确评估其火情状况,与工程实践相结合,建立了一套系统测温方法。系统测温方法按温度级将自燃矸石山划分为4个区:防控区、临界区、蓄热区以及发火区;测温从水平和垂直2个方向逐渐逼近高温区,直至锁定矸石山内部发火区。应用该方法对乌海美方矿1座矸石山进行系统测温,依据测温结果准确判定出防控区、临界区、蓄热区及发火区,其中,发火区及蓄热区作为灭火施工的重点区域,主要位于边坡中上部。研究认为,该方法省时省力地评估了矸石山的自燃状况,测温评估结果直接指导自燃矸石山的灭火施工。     

煤矿矸石山自燃治理技术研究与实践

为了有效防治煤矿矸石山的自燃,以白芨沟煤矿南四矸石山自燃火区为研究对象,根据矸石山的自燃特点,采用红外成像技术及远程温度监测技术对煤矸石自燃范围和程度进行了探测,根据测定的矸石山深孔及浅孔的温度分布情况,制定并实施了以“黄土覆盖、黄土隔离和灌注泥浆”为主的综合治理技术措施,有效抑制了煤矸石火区的供氧,阻止了火区的进一步发展,并通过降低火区高温直接灭火,且消除了井下影响2521工作面上隅角的CO,有效保证了工作面的安全回采.     

矸石山自燃整体升温现象及其理论解释

温度变化是矸石山自燃发生、蔓延或者失去维持能力最主要的特征,了解具有反应性的矸石山温度变化规律,对提高自燃灾害防范能力和灭火工艺成功率具有重要意义.在对平煤集团多座自燃或没有自燃矸石山温度测试和观察中,发现矿井矸石山的内部温度异常上升具有整体变化的现象.本文对这种现象进行了归纳,并分析了该现象背后的控制因素.这种规律,对矸石山自燃防范和灭火后防止复燃的监测工作具有指导意义.     

矸石山自燃危险分区及治理措施研究

煤矸石是采煤及洗煤过程中产生的废弃物,在长期堆放过程中易引发自燃。根据矸石自燃不同阶段温度及危险程度的差异,矸石山可划分为不同的治理区,如何辨证施治是矸石山治理的重点和难点。以陕西麟游郭家河煤矿矸石山治理项目为依托,采取物化探测与地质手段相结合的方法划分矸石山的自燃治理分区,根据自下而上、由外到里、由低温向高温的围困灭火治理思路,通过方案比选及治理后效果,确定注浆灭火+表面喷浆+覆土+边坡治理+绿化的综合治理方案行之有效。     

矸石山自燃的灭火技术及预防措施

针对矸石山的自燃特性,阐述了矸石山的灭火原理,分析了灭火技术现状的优点及缺点,在此基础上提出了防治矸石自燃的措施对策。     

矸石山自燃程度和爆炸的关联分析

为了研究矸石山自燃程度和爆炸的关系,从温度场、物理爆炸、化学爆炸3个方面对矸石山的自燃程度和爆炸关系进行了分析.利用有限元知识和ANSYS模拟软件进行了自燃煤矸石山的瞬态温度场分析和模拟;从物理爆炸的角度对矸石山自燃程度和爆炸关系进行了探讨;利用化学热力学进行了矸石山自燃烟气成分计算,从化学角度对一定环境条件下矸石山自燃程度和爆炸的关系进行了量化分析.结果显示,自燃矸石山的温度从外到内先升高后降低,随自燃程度的加大高温区域近似呈等加范围扩大,最高温大约在距矸石山表面6 m附近;矸石山自燃程度的加剧使其内部形成的空隙和拱形更大更多,雨水充足且达到一定自燃程度条件下,会形成矸石山物理爆炸;温度T≤1 200 K时爆炸混合气体存在一定的爆炸极限,可能发生化学爆炸;温度T＞1 200 K时爆炸混合气体体积很小,爆炸极限几乎不存在,发生化学爆炸的可能性小.     

矸石山自燃治理及生态修复研究与应用

潘西煤矿井下采掘生产过程中产生了大量的煤矸石,煤矸石提升到地面堆放场,日积月累慢慢堆积形成锥形矸石山体,裸露秃山无植被,垂直高度75 m,占地面积7.55万m2。矸石山体残留碎煤,含碳量20%～25%,矸石山富含硫磺石,含硫量3%～4%,为矸石自燃提供了物质条件。雨水顺着矸石裂隙流入到松散的矸石堆中,雨过天晴,在阳光照射下,水分蒸发,温度上升,随着时间的延长,慢慢在碎煤及硫磺石堆放集中的部位蓄热升温氧化自燃,山体内部形成高温点,直至自燃冒烟,烟雾缭绕弥漫扩散,散发CO、CO2、SO2氮氧化物等有毒有害气体,风化的碎粉碎屑在大风天气里极易扬尘,造成空气污染。雨水渗透矸石山渗到地表下,形成淋溶水,污染周边水源;雨水冲刷部分矸石流到周围田地,缓慢侵蚀周围农田。矸石山区域生态环境遭到极大污染破坏,危害周边居民身体健康,面临的环保压力越来越大,必须对矸石山自燃进行治理及生态修复。潘西煤矿通过探测矸石山表面及深部自燃状况,采取施工注水注浆钻孔进行注水降温注浆灭火,挖除刨平压实燃烧区,无机防灭火材料分层回填等综合治理技术,消除矸石山自燃危害,改善周边生态环境,取得了较好的效果。