[科普中國(guó)]-矸石山防火

防止矸石山自燃所采取的工程技術(shù)措施。主要包括清除煤矸石中的可燃物、降低煤矸石的化學(xué)活性、減少或隔絕空氣滲入矸石堆等。

防火措施回收可燃物主要回收煤矸石堆中的煤炭和硫鐵礦。煤炭開采及洗選時(shí)排出的矸石中，其含碳量可達(dá)10%～20%。回收其中的碳可降低可燃物含量，獲得廉價(jià)的煤。中國(guó)煤矸石中硫鐵礦一般占煤總含硫量的60%，回收的硫鐵礦可作為化工原料。

煤和硫鐵礦回收采用重介旋流流程、全搖床流程、跳汰搖床、聯(lián)合流程、跳汰-螺旋溜槽聯(lián)合流程或跳汰-搖床-螺旋溜槽聯(lián)合流程等工藝。

降低煤矸石的氧化活性噴灑阻燃劑，可降低煤矸石的氧化活性。當(dāng)煤矸石氧化放熱速率低于矸石向外部環(huán)境散熱速率時(shí)，矸石山不會(huì)自燃。阻燃劑有石灰乳、氯化鈉溶液、氯化鎂、氯化鈣或硫酸鈣溶液等。也可將煤矸石與電石渣混合排放，借電石渣阻燃，同時(shí)達(dá)到充填孔隙和膠結(jié)的作用，有利于矸石山防火。

降低矸石堆的透氣性降低或隔絕空氣滲入矸石堆，是防止矸石山自燃的重要措施，主要方法有：①降低矸石山高度，減小斜面坡度。將錐形或脊椎形矸石山改造成平頂，高度降至20m以下，坡角降到10°以下，可降低風(fēng)壓，增加散熱面積，防止自燃;②矸石分層排放，分層壓實(shí)。分層排放可減少其離析作用和透氣性。若在層間鋪粘土，砂土等透氣性差的物料并加以壓實(shí)，效果則更好;③矸石和選煤尾礦混合排放。矸石與選煤尾礦混合排放的摻合比例為3：1，但要求尾礦水分應(yīng)低于1%，灰分高于80%;④設(shè)計(jì)和建造封閉型的矸石山。1

堆積法封閉型矸石山的堆積法包括分層堆積法和平面條帶堆貯法。

分層堆積法用分層堆積法堆積成的煤矸石山結(jié)構(gòu)如下圖所示。

矸石山的基礎(chǔ)由致密的不透水材料構(gòu)成，矸石分層堆積，并用推土機(jī)或壓路機(jī)壓實(shí)。矸石每層厚度在1～3m之間，層間用砂土、過火矸、粘土等惰性材料隔離，矸石山表面用粘土封閉并綠化。

平面條帶堆貯法首先在排矸場(chǎng)上除去植被，將表土堆成條帶形平頂土堆，然后將矸石置于堆上并壓實(shí)，形成平面條帶狀矸石堆。條帶狀矸石堆間做成溝槽，深度為1m，邊坡角度為4°～6°。矸石堆成條帶后，在溝槽的邊坡、溝底及矸石帶頂部覆蓋一層惰性材料并壓實(shí)。第二層矸石堆積在第一層的溝槽內(nèi)，分層壓實(shí)。堆到一定厚度時(shí)，第一層矸石帶的頂部成為溝槽的底部。如此循環(huán)達(dá)到設(shè)計(jì)高度后，將全部表面用粘土封閉，并植被綠化。這種堆積法在堆積的過程中形成的溝槽可以容納矸石山面積上的自然降水，并將雨水疏導(dǎo)到矸石的自燃點(diǎn)，浸泡易燃物質(zhì)，防止矸石山自燃。

矸石山管理加強(qiáng)加強(qiáng)矸石山的管理，組織專門的監(jiān)測(cè)隊(duì)伍，定期監(jiān)測(cè)與矸石山自燃發(fā)火有關(guān)的物理參數(shù)。監(jiān)測(cè)分預(yù)報(bào)和預(yù)測(cè)2種。預(yù)報(bào)除日常巡視外，應(yīng)配套矸石山鉆孔裝備和測(cè)溫儀等儀器，定期測(cè)溫。一旦發(fā)現(xiàn)矸石的溫度超過臨界溫度，立即采取散熱或冷卻措施，防止自燃。測(cè)溫儀器可采用熱電偶或紅外測(cè)溫儀等，也可采用紅外照相技術(shù)。預(yù)測(cè)是指在矸石的堆積過程中定期測(cè)定與矸石山自燃有關(guān)的物理參數(shù)，綜合處理后作出預(yù)報(bào)。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

楊剛 - 教授 - 西南大學(xué)