煤矸石山的自燃规律与综合治理工程措施研究

自燃煤矸石山处在不同发育阶段具有不同的燃烧特点。根据矸石山自燃机理和自燃发展不同时期的特征,划分出矸石山自燃的孕育期、发生期、发展期、衰退期4个阶段,由此确定治理施工的安全区、危险区和高危险区。根据矸石山自燃规律,可以选择覆盖法、注浆法等相应的治理方法,抓住有利的治理时机,以有效预防和整治煤矸石山的自燃。针对不同发育时期的煤矸石山燃烧特点,选择不同的预防和整治措施,可以达到事半功倍的效果。     

浅析煤矸石的治理方法

主要研究通过注浆和微生物脱硫的方法,解决煤矸石山自燃和煤矸石中硫的赋存的问题,同时通过对废弃的煤矸石山进行整形和复垦,以达到绿化矸石山的效果。     

煤矸石山自燃火源形成原因及其预测预防

从维持燃烧的3个基本条件出发论述了煤矸石山中的煤、黄铁矿等可燃物的存在，煤矸石山孔隙中氧的存在，可燃物缓慢氧化生成热量的积累是煤矸石山自燃火源形成的主要原因；并提出了根据煤矸石山中物质组成及其缓慢氧化所释放的气体建立煤矸石山自燃的预测模型；指出了切断煤矸石的氧化供应，分选出煤矸石中的可燃物，降低煤矸石山的温度，向煤矸石中添加阻燃剂等是预防煤矸石山自燃的措施。     

煤矿矸石山对环境的影响及治理

煤矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物.介绍了煤矿矸石山对大气、地下水及土壤环境的影响和其堆放造成的滑坡、崩塌等灾害,论述了治理和综合利用矸石山的必要性及紧迫性,探讨了煤矸石综合利用的途径和治理矸石山自燃及其科学的堆放方式.     

自燃煤矸石山爆炸的热力学模拟

通过对自燃煤矸石山内部烟气的平衡浓度(ψ)与温度(T)、 压力比(p/p^θ)、 水－空比(α)之间关系的热力学模拟，得到了自燃煤矸石山发生爆炸的热力学条件.当α=100，p/p^θ=100， T=800~1 200 K时，煤矸石燃烧烟气中CO,CO₂,H₂,CH₄和水蒸气的平衡浓度分别为：0.002~0.422,0.034~0.170,0.049~0.126,0.005~0.355和0.004~0.904，CO,H₂,CH₄爆炸性气体可发生化学爆炸.当α=100，p/p^θ=100，T=1 200~1 800 K时，煤矸石燃烧烟气中CO,CO₂,H₂,CH₄和水蒸气的平衡浓度分别为：3.8×10^-5~0.002,0.004~0.034,0.003~0.055,0~0.005和0.904~0.993，“烟气”中主要是高温高压水蒸气，可发生物理爆炸.     

煤矸石自燃的危害及治理成效

煤矸石自燃释放的有毒有害气体,对矸石山周围的人体健康,生存环境,社会稳定等均造成严重的污染危害。对此,通过治理技术的创新和一定的资金投入,综合治理煤矸石山自燃,消除了污染源,使煤炭企业的形象得到有效改善,收到较好的经济效益、环境效益和社会效益。     

矸石山自燃的防治

从煤矸石成分、自燃因素、治理技术等方面进行比较,对目前矸石山治理较好的白龙煤矿进行了调查研究,综合分析了防止自燃的合理途径及方法.提出了应加强自燃矸石山治理,加大煤矸石综合利用,使用新技术消灭已经存在的矸石山,减少新矸石山生成.     

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.     

平煤集团自燃矸石山灭火工程实践

为了有效治理平煤集团矸石山的自燃,对矸石山火灾的灭火方法、灭火材料以及灭火系统设备进行了选择,并确定用以灭火的浆液中的粉煤灰和黄土比例为1:2,注浆量为1～2 t/m2,钻孔间距一般取1m,钻孔深度为2.5 m;对自燃矸石山的注浆灭火应遵循自下而上、由外到里、从低温区到高温区、从氧化区到燃烧区的原则.注浆结果表明:在注浆后的第5天,自燃的矸石已经熄灭,着火区的温度一般在20 d左右即可降至30～40℃的正常温度.     

羊场湾矿2号煤层自燃指标气体及其阈值研究

为研究羊场湾煤矿2号煤层自燃预测预报指标体系,采用程序升温方法测试了不同粒径实验煤样在氧化过程中气体产生规律,确定了煤样自燃的气体指标及其临界值。结果表明:CO/CO₂值可以作为煤自燃低温阶段的主要指标,ΔCO/ΔO₂值为辅助指标,C₂H₄在煤温达到90 ℃后出现,可以作为煤自燃进入高温阶段的指标气体,ΔCO/ΔO₂值可以作为煤自燃高温阶段指标。研究结果为羊场湾煤矿2号煤层自燃预测预报及主动防控提供了依据。     

红阳二矿12号煤层标志性气体实验研究

针对红阳二矿12号煤层遗煤氧化的规律与特点,有效地进行防灭火工作,掌握采空区中遗煤氧化的速度,对红阳二矿12号煤层进行了煤样升温氧化实验,在温度不断升高的过程中检测出CO与多种烯烃气体,并且在不同温度下煤体析出气体的速度不同,最终选择CO、C₂H₄、C₂H₂作为标志性气体,产生的临界温度分别为59、176、403 ℃。在采空区检测出CO气体,说明采空区遗煤进入快速氧化阶段;检测出C₂H₄气体时,遗煤进入剧烈氧化状态;检测出C₂H₂气体时,说明采空区中已经产生明火,井下人员需要迅速撤离。通过煤体标志性气体的确定,建立12号煤层自燃预警系统,保证井下工作人员的生命安全与能源的充分利用。     

顾北矿煤自然发火分级预警方法研究

为了对顾北矿煤自燃过程进行准确预测,通过煤自燃程序升温实验和煤自然发火实验,分析了氧化升温过程中各种气体的变化规律。结果显示：氧气浓度对自燃升温历程有较大影响;CO,O₂,CO/ΔO₂,C₂H₄,C₂H₆和C₂H₄/C₂H₆可作为顾北矿煤自燃的特征指标;通过指标气体得到了顾北矿煤氧化升温过程中吸附(40℃～50℃)、复合(50℃～60℃)、临界(80℃～90℃)、热分解(90℃～110℃)、裂变(140℃～160℃)5个特征温度及其阈值。据此将顾北矿煤自燃过程可分为潜伏、氧化、临界、热分解、裂变、燃烧6个时期,定义每个时期的预警名称依次为灰色、蓝色、黄色、红色、黑色。这为预测顾北矿煤自燃程度提供了依据,对顾北矿煤自燃治理具有重要意义。     

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.     

含钠磷酸盐对煤自燃抑制性能研究

为了探究含钠磷酸盐阻化剂对煤自燃氧化反应的抑制作用,以气煤作为实验煤样,选取磷酸二氢钠NaH₂PO₄和磷酸钠Na₃PO₄ 2种含钠磷酸盐化合物制备阻化剂。采用同步热分析实验和程序升温氧化实验分析含钠磷酸盐对煤自燃过程中热失重、热释放,以及气相特性的影响。结果表明:当煤自燃达到热解温度后,Na₃PO₄不再具有阻化作用;NaH₂PO₄可显著提高煤自燃的临界温度、干裂温度、着火温度等,此外,NaH₂PO₄有效提高了煤自燃初始放热温度和最大释热温度,且降低了煤自燃最大释热功率和放热量;NaH₂PO₄能够提高煤自燃过程中CO、CO₂及各烃类气体的初始生成温度,削弱其释放强度,其阻化率可达65.4%;相比于Na₃PO₄阻化剂,NaH₂PO₄阻化剂具有更好的阻化效果,且在煤自燃氧化全过程中均发挥了抑制作用。     

煤低温氧化CO与CO2的同位素指标研究

煤自燃火灾是矿井生产过程中的重大灾害之一，对矿井安全生产存在巨大威胁；煤自燃是一个复杂的氧化过程，要经历不同的氧化阶段，故要建立相应指标来判断不同的煤氧反应阶段。利用程序升温-气相色谱联用实验，分析了长焰煤自燃氧化过程中标志气体随温度变化规律，依据升温氧化实验数据，将煤自燃划分为4个阶段；以φ(CO)/φ(CO₂)和第三火灾系数R₃作为辅助指标，对煤氧反应阶段进行划分；同时通过检测低体积分数CO、CO₂中氧同位素的丰度值，得到气体产物中δ¹⁸O(氧同位素值)随温度变化的规律，并以δ¹⁸O为指标，根据δ¹⁸O变化规律将煤自燃划分4个阶段。     

古交西山矿区煤矸石山生态修复模式研究与探讨

在生态学理论指导下,古交西山矿区依据当地的气候、土壤及煤矸石的特点,合理地选用乔木、灌木,牧草多种植物对矿山进行了生态修复,修复后的矿山,植物的多样性大大增加,土壤表面温度下降,空气湿度增加,有效地抑制了矸石山的自燃,同时矿山表面有毒元素含量也大大降低,矸石山生态环境得到恢复,古交西山矿区煤矸石山生态修复模式,对北方矸石山的植物修复具有一定借鉴和指导意义。     

煤自燃指标体系分析与优选实验研究

为了更加精准预测煤自燃发展进程并及时采取有效预防措施，利用自主研发的程序升温实验装置，以宁夏清水营煤矿与大佛寺煤矿的新鲜煤样为研究对象，获取2个实验煤样在不同氧化温度时所产生的气体体积分数与气体组分，分析实验煤样在低温氧化阶段的气体变化规律，并确定2个实验煤样的特征温度；同时，分别采用多参数指标法、气体增长率分析法与格雷哈姆系数3种方法，综合分析并预测实验煤样的氧化进程。结果表明：2个实验煤样在实验过程中产生的CO、CO₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄与温度呈正相关关系；CO、CO₂与第二火灾系数R₂可作为预测2个实验煤样自燃的主要气体指标；CH₄、C₂H₆、C₂H₄、第一火灾系数R₁、第三火灾系数R₃作为辅助气体指标；宁夏清水营煤样的临界温度为60～80℃；干裂...     

郭家河煤矿矸石山自燃形成机理及治理方案研究

陕西省是我国的产煤大省,伴随煤炭资源的开采形成大量的矸石山,部分矸石山因排矸工艺、处理方式不当而造成矸石山自燃,产生大量的有毒有害气体,严重威胁当地群众生命安全,也造成了严重的环境污染。以陕西郭家河煤矿矸石山自燃治理工程为实例,分析矸石山自燃形成机理,并对其治理方案进行比选研究,确定有效的治理方案,指导工程实施,为其他煤矿矸石山自燃灭火工程提供参考。     

浅析常村煤矿矸石山植被生态重建技术及效益

目前,我国存在着大量酸性、自燃煤矸石山等由于裸露引发的环境问题,探讨了常村煤矿煤矸石山植被重建中的整形整地、植被选择与配置以及栽植和抚育管理等技术,分析了煤矸石山植被重建后的植物多样性、土壤改良及综合效益,为我国煤矸石山的治理方法和技术提供有益借鉴。     

煤矸石山的危害及绿化技术的研究与探讨

煤矸石是煤炭开采过程中的必然产物,堆积成山的煤矸石山是矿区的主要污染源之一,对矿区和周围区域的生态环境造成较大的破坏。矸石山绿化是减少矸石山污染,改善矿区生态环境的有效途径。概述了矸石山的危害,分析了矸石山的绿化技术,并对矸石山绿化技术进行了探讨和展望,以期为矸石山的绿化改造和生态重建提供帮助。