?在使用氯酸鉀和硫黃配合的煙火劑制造煙花的時代,混藥、裝藥以及在煙花制造和貯存過程中,自燃是每個人經(jīng)常要考慮的突出問題。現(xiàn)代新配方很少發(fā)生問題,但是自燃問題仍是所有煙火制造者必須考慮的主要問題。我年輕時沒有經(jīng)驗(yàn),在老書中找到了氯酸鹽與硫黃組合的配方。有一次制作的大約五磅硫黃-氯酸鹽黃光藥星體在我的臥室中著火,火花四濺,煙霧彌漫,燒毀了工作臺。我的雙親很明智,限制我以后的制造批量為一磅以下。那時我的年齡不過12歲,于是決定要認(rèn)真學(xué)習(xí)更多化學(xué)知識,此后又遇到兩次發(fā)熱而沒有著火的事故。在配制過程一定要采取各種措施防止自燃是保證安全的關(guān)鍵。

煙花的主要傳統(tǒng)組分黑火藥和“生藥(硝酸鉀、硫黃與木炭粉混合物)”已證明大量存放時有可能著火。據(jù)推測這可能是十七世紀(jì)法國皇家火藥廠爆炸的原因。黑火藥中摻入金屬燃料產(chǎn)生更高的自燃危險(xiǎn)(編者:黑火藥自燃主要原因是由于升華硫或硫磺因與空氣中的氯氧化所至,當(dāng)然,自燃也不排除其它意外情況,摻入金屬后,在以上條件下有自放熱反應(yīng)發(fā)生,自燃,危險(xiǎn)隨之增高。)

1.所有自燃情況必須出現(xiàn)的兩種作用

1)放熱化學(xué)反應(yīng);2)熱量必須留在材料中直至達(dá)到實(shí)際燃燒溫度,第二種作用往往更為重要。如果煙火劑限制為不可能彼此反應(yīng)或與空氣和水之類反應(yīng),就會真正成為廢物。因此煙火劑制造者仍應(yīng)假定,一切最壞的自發(fā)放熱反應(yīng)可能已經(jīng)開始而繼續(xù)進(jìn)行,并且隨時準(zhǔn)備好采取相應(yīng)措施。作者照此實(shí)踐多年,至今未出現(xiàn)嚴(yán)重問題。

2.處理自燃問題采取的兩種措施

2.1第一種措施:盡量采取能使反應(yīng)緩慢的措施。

放熱反應(yīng)越慢,發(fā)生自燃反應(yīng)的可能性越小。必須學(xué)習(xí)足夠的化學(xué)知識,充分了解各種組分在室溫下可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。這方面的文獻(xiàn)很多。幾乎涉及所有組分組合問題。唯一不足的是文獻(xiàn)中很少涉及鎂鋁合金,以及高氯酸銨與鋁和或鎂鋁合金混合物的問題;因?yàn)檫@此材料使用的時間不久,還沒有充分研究報(bào)道,煙火制造者對其了解很不夠。要想安全生產(chǎn),首先要盡一切努力了解材料的性質(zhì)和可能出現(xiàn)的問題。防止化學(xué)反應(yīng)危險(xiǎn)的唯一手段是掌握化學(xué)知識。

2.2防止自燃的第二種措施是操作規(guī)模。

試驗(yàn)新配方必須從盡可能少的劑量開始,少量混合物放出的熱量必然少得多。熱量必須積累起來才能使材料的溫度上升到其燃點(diǎn)(著火溫度)。大堆材料內(nèi)部產(chǎn)生的熱量很可能使其溫度上升到燃點(diǎn);而小堆材料接近表面部分放出的熱量則能散失到空氣中,從而不易達(dá)到自燃溫度。作者常看到工廠中將裝滿材料的包裝箱在庫房中堆放過分緊密,沒有給散熱留一點(diǎn)余地,這樣做是不明智的。

即使是最溫和的煙花產(chǎn)品在堆放時,包裝箱之間也至少留出6~8英寸空間。含有金屬燃料混合物的煙花產(chǎn)品,貨位之間應(yīng)留出通道以便檢查和流通空氣散熱。

可能發(fā)生自燃的常用煙火劑中,金屬燃料最有可能在室溫發(fā)生反應(yīng)放出熱量。藥劑中金屬含量越低,自燃危險(xiǎn)越小。閃爍星體中含有5~7%的鋁,危險(xiǎn)性尚不太高,但是已經(jīng)是例如“生藥”危險(xiǎn)的2000倍。金屬百分含量提高到例如12~14,可能引起煙火劑溫度很快升高到超過水的沸點(diǎn)。在此情況下必須對材料采取特別防范措施,特別注意要裝到較小容器內(nèi)。

較小的容器表面面積與體積之比高,從中心到外表的傳熱途徑短。塑料容器在低于大多數(shù)煙火劑著火溫度下熔化,提供冷空氣和更有效的熱輻射和熱傳遞。金屬罐散熱快但可能產(chǎn)生火花,而且可能會生銹。能爆炸的決不要裝到金屬容器內(nèi),除非能完全防止起爆。少量材料可以裝在小玻璃瓶內(nèi)。特別要考慮到容器周圍的氣流,必須有散熱途徑。任何貯存場所,都要考慮到蒸氣管道、加熱器、暖氣、電器設(shè)備等第二熱源以及窗戶等。紙板包裝箱是熱絕緣物,不宜用于代替開放貨架,僅在露天才能較好散熱。設(shè)計(jì)庫房時首先要注意留出安全通道,安排安全防火措施。最有可能發(fā)生危險(xiǎn)的產(chǎn)品應(yīng)放在離門最遠(yuǎn)處。

實(shí)驗(yàn)時只能加工少量煙火劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)立即銷毀殘留的殘?jiān)鼜U料。銷毀煙火劑的方法很多。作者建議最好將其帶到室外用安全方式燒掉。這樣做是極好的學(xué)習(xí)機(jī)會,仔細(xì)觀察所用材料的燃燒特性可以獲得極有價(jià)值的信息,可以了解每一種材料爆炸的必要條件,測定其爆炸威力。

工業(yè)界從未對模擬生產(chǎn)條件下成批產(chǎn)品燃燒作實(shí)驗(yàn)觀察,這是失誤。出現(xiàn)意外事故時,工廠中無人預(yù)知其后果。他們在發(fā)生事故前從未試圖通過試驗(yàn)研究,收集預(yù)測各種事故前因后果的第一手資料。實(shí)驗(yàn)觀察是不能用其他方法代替的。

六百多年來,工業(yè)界依靠業(yè)余愛好者的發(fā)明進(jìn)行革新。煙花新改進(jìn)的百分之九十以上來自業(yè)余愛好者的創(chuàng)造。另一方面,業(yè)余愛好者幾乎都是與新材料、新方法、新配方打交道,充滿難以預(yù)期的危險(xiǎn)因素。因而決不能在主要生產(chǎn)區(qū)和貯存區(qū)及其附近試驗(yàn)。通常在主要生產(chǎn)區(qū)只能允許配制使用有至少50年以上歷史的藥劑。新產(chǎn)品只能以特別少的量制作和貯存。作者的作法是,將少量有問題的材料存放在分散于房間內(nèi)的壁櫥擱板上,在其兩側(cè)各放一個爆竹作為特別好的煙火警告系統(tǒng),即使耳背的人也能聽到。因?yàn)楸跈婚T有門,萬一著火就可以將門關(guān)閉以截?cái)嗷饎荨Ａ舫龀湓r間撤離現(xiàn)場和采取措施。最為理想的是,煙火制造者至少應(yīng)有一個主要庫房和3~4個較小庫房,彼此遠(yuǎn)離并且遠(yuǎn)離其他建筑。但是有誰能辦到,又有誰能在壞天氣和在持續(xù)幾分鐘的小試驗(yàn)情況下都照規(guī)矩準(zhǔn)確使用這些庫房?任何人幾乎都會在不適當(dāng)場所留下一些材料。的確沒有人愿意房屋著火,那么為什么不盡一切可能去防止呢?中國人在大門口懸掛鞭炮燃燒以消災(zāi)避禍,保證人財(cái)兩旺。這是已知最古老的煙火信號,已流傳數(shù)百年。

3.實(shí)例剖析

一位讀者來信提到他用下列“金光雪花星體”配方:硝酸鉀?16;硫磺?3;細(xì)大炭粉?2;草酸鈉4;亮鋁粉?11;中鋁粉(100目)?4;細(xì)鋁粉(薄片)?1;糊精4。制造星體時,由于沒有細(xì)鋁粉(薄片)而改用等量的中鋁粉(100目)代替。上述組分混合后用水調(diào)濕制成藥餅置于工作臺上,讓其自然干燥;數(shù)小時后出現(xiàn)自燃事故。

上述事故涉及的藥劑含有草酸鈉和大量鋁粉。草酸鈉水溶液的PH值有點(diǎn)偏高,接近鋁和硝酸鹽溶液反應(yīng)的危險(xiǎn)區(qū)。通常認(rèn)為硼酸是鋁/硝酸鹽混合物的適當(dāng)緩沖劑,但是并不適用于上述組分與草酸鈉或碳酸氫鈉的混合物。在鋁與硝酸鹽混合物含草酸鈉或碳酸氫鈉的情況下,作者寧愿采用草酸作緩沖劑,盡管制成的星體可能有較大的吸濕性也要使用草酸。

4.保持產(chǎn)品干燥防止自燃

引起煙花材料自燃的反應(yīng)幾乎都是通過與水反應(yīng)傳播或與水反應(yīng)。細(xì)心干燥和實(shí)際測定含水量。都是最佳的主要防止?jié)駪B(tài)反應(yīng)措施。作者總是壓碎少數(shù)星體,檢查其內(nèi)部濕度。即使微型星體也可“打碎”檢查。含薄片鋁的星體幾乎跟含燈黑星體一樣難于達(dá)到真正干燥狀態(tài)。作者從來不把哪怕是稍微潮濕的含金屬燃料星體或產(chǎn)品貯存起來,必須仔細(xì)檢查其是否徹底均勻干透。

較新型的星體特別是閃爍藥用硝化纖維素清漆粘合劑。硝化纖維素是極易自燃和/或爆炸的材料。作者總是在所有硝化纖維素配方中添加穩(wěn)定劑。二苯胺是軍用硝化纖維素的穩(wěn)定劑,但不如用尿素便宜而且對生物無害,二苯胺則有毒和致癌作用。

5.結(jié)束語

謹(jǐn)小慎微沒有錯,不要怕人譏笑自己膽小,要盡可能采取一切措施防患于未然。在沒有適當(dāng)保安措施與技能的情況下,千萬不能冒險(xiǎn)。

篇2:高溫區(qū)預(yù)防自燃發(fā)火安全措施

420高溫區(qū)預(yù)防自燃發(fā)火措施

一、420高溫區(qū)狀況:

聯(lián)創(chuàng)公司420大巷的上方為上世紀(jì)七十年代開采二層煤時留下的煤柱,94年對煤柱進(jìn)行了開采,形成了大面積的采空區(qū),后又對剩余煤柱進(jìn)行復(fù)采,受動壓影響,420大巷圍巖受到破壞,大巷曾有多處冒頂,有些區(qū)域已與采空區(qū)相連通,從而形成了大巷向頂部采空區(qū)漏風(fēng)現(xiàn)象,二層煤又為自燃煤層,因此具有使采空區(qū)遺煤產(chǎn)生自燃的條件。20**年7月出現(xiàn)CO氣體和高溫地點(diǎn)時對420大巷上方的采空區(qū)和巷道全部進(jìn)行了封閉。2006年底,420煤柱周圍又出現(xiàn)CO氣體,采空區(qū)內(nèi)有多個高溫點(diǎn),CO氣體滲透至420大巷內(nèi)。經(jīng)井上下向采空區(qū)內(nèi)注漿和對巷道注封閉材料、噴注水泥沙漿等方法處理,消滅了高溫地點(diǎn)和CO氣體涌出,至今在420大巷煤柱周圍未發(fā)現(xiàn)CO氣體。

二、預(yù)防自燃措施:

為預(yù)防420煤柱原高溫區(qū)再次發(fā)生高溫以及自燃,及時發(fā)現(xiàn)自燃征兆,有效擬制自燃發(fā)火事故,以及出現(xiàn)CO氣體、高溫、自燃時能夠有效治理,確保礦井的安全,特制定420高溫區(qū)預(yù)防自燃發(fā)火措施如下:

1、通防工區(qū)應(yīng)加強(qiáng)對420煤柱周圍通防設(shè)施的檢查維修工作,特別是密閉墻,必須嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行砌筑和維護(hù),確保嚴(yán)密不漏風(fēng),密閉墻上按要求設(shè)置措施孔、觀測孔、放水孔和壓差計(jì)。

2、420大巷內(nèi)如發(fā)生冒頂或出現(xiàn)噴漿體脫落時,必須落實(shí)有關(guān)單位及時填實(shí),噴注水泥沙漿等進(jìn)行封閉處理。

3、在420大巷內(nèi)以及原高溫區(qū)周圍進(jìn)行巷道維修前,必須經(jīng)通防部門同意,否則不得擅自進(jìn)行巷道拓寬、放頂以及破壞噴漿體等有可能向采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)的工作。

4、通防工區(qū)應(yīng)做好預(yù)防420原高溫區(qū)再次自燃的預(yù)測預(yù)報(bào)工作,安排專人至少每2天對420煤柱周圍進(jìn)行巡查1次,重點(diǎn)檢查巷道狀況,通防設(shè)施狀況,防滅火管路供水是否正常,以及對周圍巷道內(nèi)、密閉墻內(nèi)外和其它地點(diǎn)進(jìn)行CO4、CO2、NO2、CO、SO2、H2S等氣體檢查和溫度檢查,作好記錄,對檢查結(jié)果由專人做好專項(xiàng)記錄,發(fā)現(xiàn)異常立即向通防工區(qū)區(qū)長和主管技術(shù)人員匯報(bào)。

5、發(fā)揮束管監(jiān)測系統(tǒng)的作用,在419風(fēng)道原三號鉆場處,東420皮帶機(jī)道第一部皮帶機(jī)尾處各設(shè)置束管探頭1個,至少每7天進(jìn)行抽氣取樣分析1次,對有可能涌出氣體而未設(shè)置束管探頭的其它地點(diǎn)要進(jìn)行人工取樣進(jìn)行分析,至少每周1次。分析結(jié)果必須經(jīng)通防工區(qū)主管技術(shù)人員和區(qū)長、通防副總及總工程師審閱簽字。

6、在東風(fēng)井主扇風(fēng)機(jī)和莊頭風(fēng)井主扇風(fēng)機(jī)每次調(diào)整風(fēng)葉角度前后,反風(fēng)前后,主扇負(fù)壓有變動時,以及進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整有可能引起420煤柱周圍風(fēng)速、風(fēng)壓有變化時,必須全面對420煤柱周圍進(jìn)行氣體檢查分析,有異常時要及時采取措施。

7、420煤柱周圍的各條巷道內(nèi),必須有可靠的供水管路,水量充足,至少每50米設(shè)置三通閥門1個,419風(fēng)道內(nèi)、東420皮機(jī)道一部應(yīng)各備有1條長度不低于30米的供水軟管。

8、通防部門要定期召開通防安全例會,對420煤柱防止自燃的安全措施進(jìn)行修改補(bǔ)充制定和對具體工作安排。

篇3:某煤矸石山自燃的預(yù)防措施

1概況

沈陽煤業(yè)集團(tuán)紅陽三礦位于紅陽煤田西部,地質(zhì)儲量1.58億t,煤種主要是貧煤、瘦煤和貧瘦煤。紅陽三礦為低瓦斯礦井。礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力150萬t,服務(wù)年限55.6a。礦井排矸量為87萬t/a,以1999年產(chǎn)矸量為110萬t2000年產(chǎn)矸量87萬t的實(shí)際情況,現(xiàn)產(chǎn)矸量大約2500t/d。20**年的產(chǎn)矸量預(yù)計(jì)為91.25萬t。對原矸石山測定,山類高度62m,面積為79.762m2。如果按垂直高度100m計(jì)算,能存300萬t矸石,實(shí)際還能儲存125萬t,服務(wù)礦井生產(chǎn)能力年限太短,已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)要求,需要另建一座300萬t儲量的矸石山。新建矸石山在原矸石山北側(cè),在選煤廠手選膠帶排矸倉半中心線以北,傾角41.2°。緊靠原矸石山,占地面積78畝;其南側(cè)為礦區(qū)工礦區(qū)域,另外三側(cè)界面為附近農(nóng)田,地屬平原特征。

2自燃原因分析

紅陽三礦排矸方式,采用雙向索道排矸,這種工藝排矸形成的煤矸石山為圓錐形。因矸石自上而下自然滾落形成坡度較大,往往可達(dá)到數(shù)十米乃至上百米。因煤矸石的偏析作用,大塊的矸石滾落到矸石山底層,較細(xì)顆粒的矸石則留在矸石山的頂部,中等粒度的煤矸石則分布在矸石山的中部層,形成邊坡安息角為40°左右的斜面。

這種排矸方式暴露面積極大,非常疏松并且斜坡進(jìn)速度慢。所以錐形矸石山空氣滲透性最好,很容易為矸石山的自燃創(chuàng)造必要的條件。因此表層矸石可以在較長的時間內(nèi)不被新傾斜的矸石掩埋,基一,保持較好的供氧條件,其二、一旦超過矸石自燃臨界滲透風(fēng)速懷臨界溫度,引起矸石的物理化學(xué)反應(yīng)加速自燃。傾倒的薄薄一層矸石正好為添加燃料,形成不斷燃燒的惡性循環(huán),加地上處常年主導(dǎo)風(fēng)向西南風(fēng),四季氣候變化明顯,很容易形成“因囪效應(yīng)”。因此提示我們對排矸方式及堆積方式貫穿施工工藝方案中,重點(diǎn)放在預(yù)防矸石山自燃。

紅陽三礦原矸石山已燃燒多年,目前因生產(chǎn)環(huán)節(jié)不能影響采煤,現(xiàn)仍繼續(xù)排矸,燃燒點(diǎn)主要分布在斜坡部分及頂部卸矸區(qū)。燃燒區(qū)內(nèi)煙霧彌漫,釋放出大量的有毒氣體,嚴(yán)重污染礦區(qū)周圍的大氣環(huán)境,惡化排矸場區(qū)作業(yè)條作,影響生態(tài)景觀。

3煤矸石山自燃預(yù)防方案的確定原則

矸石山自燃是一種比較特殊的燃燒系統(tǒng),它的起燃和維持燃燒,火區(qū)的轉(zhuǎn)移同一般滅火有很大差別。在采取措施進(jìn)行預(yù)防自燃時,不僅需要考慮常規(guī)滅火的一般規(guī)律,還要考慮矸石山的特殊規(guī)律。由于影響矸石山自燃的因素比較多,所以在實(shí)施預(yù)防工程之前,必須先了解矸石山的自燃條件、特征及燃燒的特殊因素,確保預(yù)防工程的可靠性。

3.1煤矸石自燃的條件

分析煤矸石自燃的條件是為了能有針對性地采取措施進(jìn)行防治。煤矸石山要生自燃,必須具國備4個條件:①含有能夠在常溫下氧化的物質(zhì)或可燃物即煤矸石具有自燃八傾向性;②有氧氣存在;③有使熱量積聚的環(huán)境;④上述條件應(yīng)維持足夠的時間以達(dá)到自燃點(diǎn)。其中條件①為煤矸石自燃的內(nèi)部特征,②③為其自燃的外部條件。對于某一確定的煤矸石山(即其組成、含量及分布情況已確定),當(dāng)分析其自燃時,可著重分析煤矸石山自燃的外部條件。

3.2煤矸石自燃的特征

矸石山是大量顆粒矸石堆積形成的,具有大體積多孔介質(zhì)的特性。由于煤矸石組成比較復(fù)雜,可燃物質(zhì)和惰性物南的分布、粒度大小等不均勻,造成自燃后燃燒強(qiáng)度不均勻,自熱和自燃的不均勻反過來又加強(qiáng)了溫度和空氣流動分布的不均勻,而且由于氧氣供應(yīng)不足,具有不完全燃燒的特點(diǎn)。燃燒發(fā)展過程十分緩慢而隱蔽,在自燃的初期階段,一般從內(nèi)部先燃燒,燃燒涉及的矸石數(shù)量很少,燃燒強(qiáng)度不大,釋放熱量很少,自燃區(qū)溫度也不高,處于緩慢引燃狀態(tài)時間較長。因此,矸石山自燃的早期發(fā)現(xiàn)和自燃區(qū)的準(zhǔn)確定位都很困難。預(yù)防矸石山的自燃是一項(xiàng)綜合性系統(tǒng)工程,從方案設(shè)計(jì)到工程實(shí)施的每一個環(huán)節(jié),需十分緊密才能確保施工質(zhì)量。

3.3煤矸石自燃預(yù)防遵循原則

煤矸石山自燃預(yù)防就是通過某種手段,消除自燃的條件,使煤矸石山自燃的各條件之間不能連續(xù)做出反應(yīng),達(dá)到阻斷煤矸石自燃的目的。而且煤矸石山的自燃還與矸石山的堆積形式、黃鐵礦的含量、水分的存在、矸石山的透氣性、氧化時間等因素有關(guān)。歸納起來,預(yù)防煤矸石山自燃可參遵循以下的原則:

(1)減少矸石中可燃物的含量。

(2)減少矸石的活化能,即提高矸石的臨界溫度,采取阻燃劑可以達(dá)到此目的。

(3)降低矸石山堆積高度。矸石山高度低于臨界高則不會發(fā)生自燃。如采用分層堆積(并壓實(shí))的方式,每層矸石的層厚亦不要超過其臨界高度(即5m)。

(4)降低矸石山斜坡的坡度,如安息角可由原來的40°降至15°。

(5)對矸石山表面進(jìn)行封閉,采用分層壓實(shí)或溝帶法建造全封閉的煤矸石山。

(6)盡量防止水浸入矸石山、

(7)建立溫度測試點(diǎn),以判斷該地段是否有自燃的傾向。

對于紅陽三礦新建的矸石山,上述(1)、(3)、(4)項(xiàng)難以執(zhí)行,主要是由于紅陽三礦的排矸量很大,矸石占地堆積量降低就不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要,從而增加投資費(fèi)用。在確保科學(xué)預(yù)防矸石山自燃的同時也考慮與生產(chǎn)相適應(yīng)的原則。

3.4預(yù)防矸石山自燃工程方案原則

預(yù)防矸石山自燃是一項(xiàng)長期的戰(zhàn)略任務(wù),應(yīng)具有一套科學(xué)的施工工藝,同時為更經(jīng)濟(jì)有效地搞好矸石山自燃預(yù)防與治理工程能擴(kuò)大可供選擇的范圍,滿足技術(shù)的需要。

指導(dǎo)預(yù)防矸石山自燃工程方案的原則:

(1)方案的合理性。根據(jù)矸石山的特性,并借鑒以往治理矸石山自燃的經(jīng)驗(yàn),通過對紅陽三礦實(shí)地考察,并與原矸石山自燃的實(shí)際情況相結(jié)合,使矸石中的酸性物質(zhì)溶合成一種堿性環(huán)境,有一定的阻化作用和穩(wěn)定性,減少矸石山吸氧能力和隔氧作用。

(2)施工的嚴(yán)密性。由于紅陽三礦新排矸系統(tǒng)座落在原矸石山北側(cè),距離短,在實(shí)施預(yù)防工程中,要保持正常的生產(chǎn)能力,施工中相互之間的工藝都要求流暢,形成動態(tài)的工作方式。

(3)工程的經(jīng)濟(jì)性。在預(yù)防矸石山自燃工程中,適合科學(xué)實(shí)施方案對于經(jīng)濟(jì)投入合理,選材得當(dāng),配置合理,效果明顯,因地制宜,降低投資費(fèi)用。

(4)工藝的科學(xué)性。通過檢索國內(nèi)外各種相關(guān)資料,借鑒治理煤矸石山自燃的經(jīng)驗(yàn),分析研究各頂測試數(shù)據(jù),引進(jìn)較成功的預(yù)防和治理煤矸石山自燃的技術(shù),并結(jié)合紅陽三礦矸石山面貌和現(xiàn)狀,制定預(yù)防矸石山自燃施工方案,形成整套較先進(jìn)的工藝流程。

(5)實(shí)施效果。環(huán)境保護(hù)是我國的一項(xiàng)基本國策,良好的生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本條件,改變矸石山的生態(tài)環(huán)境,有利于生產(chǎn)發(fā)展。抑制煤矸石自燃主要產(chǎn)生的特征污染物h2s、so2、co、tsp等釋放的有毒有害氣體。

4新矸石山自燃預(yù)防措施

根據(jù)預(yù)防矸石山自燃遵循原則和預(yù)防矸石山自燃工程方案原則,結(jié)合紅陽三礦的矸石山的預(yù)算和實(shí)地規(guī)劃,并滿足排矸量為300萬t的堆積能力。通過大量的文獻(xiàn)資料及實(shí)驗(yàn)室研究工和,實(shí)事求是,行之有效地綜合性以預(yù)防為主,治理為輔,一種科學(xué)的經(jīng)濟(jì)的預(yù)防矸石的自燃,并在預(yù)防矸石山自燃的工作中,逐漸建立矸山生態(tài)環(huán)境的綜合措施如下。

(1)將陳舊自燃堆積方式改變成推進(jìn)傾倒矸石平整層,使排矸面保持一定主度,采用黃土覆蓋碾壓工藝。

(2)建立固定注漿整套設(shè)置,注漿工藝具備施工速度快,機(jī)械化程度高,效果明顯。

(3)矸石山邊超植被生物化,做到逐步還原生態(tài)平衡環(huán)境。

5新矸石山自燃預(yù)防工程實(shí)施

工程實(shí)施方案:在了解矸石山自然狀態(tài)條件下,首選阻礙矸石山自燃最基本條件,并結(jié)合紅陽三礦的排矸工藝,依操作可行,施工簡單,施工成本控制在最低限度,動態(tài)流動作業(yè),滿足排矸要求,實(shí)施矸石山堆積分層,動態(tài)流動長期作業(yè)方法。矸石邊界平面區(qū)域(寬5m)碾壓為主,邊界區(qū)域注漿,澆灌為輔;矸石山底部三層斜坡黃土覆蓋,振動壓實(shí)的綜合性預(yù)防治理目的,隔離“空氣呼吸”因素,阻止煤矸石氧化反應(yīng)作用。

從儲藏煤矸石倉(20t)的膠帶中心線,用推土機(jī)推出寬10m、深1.5m的抗,用黃土堆積高度6m,兩側(cè)黃土壩為自然堆積(取出部分黃土用于注漿材料);其后繼續(xù)用推土機(jī)推出寬20m、深1.5m的坑,坑內(nèi)堆積矸石高5.5m,矸石的輸送采取可移動伸縮性運(yùn)輸膠帶,然后用推土機(jī)推平,直到矸石山邊界止。并盡可能把矸石兩側(cè)黃土壩的黃土推入矸石層平面上振動碾壓(一般碾壓7遍),矸石山底部一層邊界斜坡30°,采取黃土覆蓋碾壓,矸石外側(cè)邊界為黃土圍墻。應(yīng)盡可能多推出黃土來,以儲存上部幾層矸石層斜坡用黃土。新矸石山施工平面圖如圖1所示;施工剖面圖如圖2所示。

圖1施工平面圖

1-黃土圍墻;2-覆蓋300~500mm厚3-預(yù)埋直徑50mm無縫鋼管(注漿孔口管)

4-同時注入黃土、生石灰、阻燃劑混合漿液

圖2施工剖面圖

6結(jié)論

本方案引進(jìn)其他煤礦的實(shí)施工程碾壓覆蓋法和注漿法相結(jié)合,經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究,并結(jié)合紅陽三礦現(xiàn)場排矸方式實(shí)際,而使方案完整具有更經(jīng)濟(jì)的預(yù)防煤矸石山自燃的方法。這種方法的特點(diǎn)是:底層分隔斷區(qū)域推進(jìn),可用就地黃土隔離(黃土壩),底三層矸石堆積邊界限區(qū)域平面、斜坡面黃土覆蓋碾壓,后期施工矸石邊界注漿、碾壓工藝綜合處理煤矸石山自燃預(yù)防措施。具有良好機(jī)械作業(yè)配置,施工方法較為靈活,適合動態(tài)作業(yè),根據(jù)原理能解決預(yù)防自燃的目的,并設(shè)立溫度臨界點(diǎn)檢測,預(yù)防矸石山自燃的目標(biāo),出現(xiàn)問題可以得到及時處理的靈活性,為防止礦區(qū)大氣環(huán)境污染的有效手段。

(1)減少矸石中可燃物的含量。

(2)減少矸石的活化能,即提高矸石的臨界溫度,采取阻燃劑可以達(dá)到此目的。

(3)降低矸石山堆積高度。矸石山高度低于臨界高則不會發(fā)生自燃。如采用分層堆積(并壓實(shí))的方式,每層矸石的層厚亦不要超過其臨界高度(即5m)。

(4)降低矸石山斜坡的坡度,如安息角可由原來的40°降至15°。

(5)對矸石山表面進(jìn)行封閉,采用分層壓實(shí)或溝帶法建造全封閉的煤矸石山。

(6)盡量防止水浸入矸石山、

(7)建立溫度測試點(diǎn),以判斷該地段是否有自燃的傾向。

對于紅陽三礦新建的矸石山,上述(1)、(3)、(4)項(xiàng)難以執(zhí)行,主要是由于紅陽三礦的排矸量很大,矸石占地堆積量降低就不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要,從而增加投資費(fèi)用。在確保科學(xué)預(yù)防矸石山自燃的同時也考慮與生產(chǎn)相適應(yīng)的原則。

3.4預(yù)防矸石山自燃工程方案原則

預(yù)防矸石山自燃是一項(xiàng)長期的戰(zhàn)略任務(wù),應(yīng)具有一套科學(xué)的施工工藝,同時為更經(jīng)濟(jì)有效地搞好矸石山自燃預(yù)防與治理工程能擴(kuò)大可供選擇的范圍,滿足技術(shù)的需要。

指導(dǎo)預(yù)防矸石

山自燃工程方案的原則:

(1)方案的合理性。根據(jù)矸石山的特性,并借鑒以往治理矸石山自燃的經(jīng)驗(yàn),通過對紅陽三礦實(shí)地考察,并與原矸石山自燃的實(shí)際情況相結(jié)合,使矸石中的酸性物質(zhì)溶合成一種堿性環(huán)境,有一定的阻化作用和穩(wěn)定性,減少矸石山吸氧能力和隔氧作用。

(2)施工的嚴(yán)密性。由于紅陽三礦新排矸系統(tǒng)座落在原矸石山北側(cè),距離短,在實(shí)施預(yù)防工程中,要保持正常的生產(chǎn)能力,施工中相互之間的工藝都要求流暢,形成動態(tài)的工作方式。

(3)工程的經(jīng)濟(jì)性。在預(yù)防矸石山自燃工程中,適合科學(xué)實(shí)施方案對于經(jīng)濟(jì)投入合理,選材得當(dāng),配置合理,效果明顯,因地制宜,降低投資費(fèi)用。

(4)工藝的科學(xué)性。通過檢索國內(nèi)外各種相關(guān)資料,借鑒治理煤矸石山自燃的經(jīng)驗(yàn),分析研究各頂測試數(shù)據(jù),引進(jìn)較成功的預(yù)防和治理煤矸石山自燃的技術(shù),并結(jié)合紅陽三礦矸石山面貌和現(xiàn)狀,制定預(yù)防矸石山自燃施工方案,形成整套較先進(jìn)的工藝流程。

(5)實(shí)施效果。環(huán)境保護(hù)是我國的一項(xiàng)基本國策,良好的生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本條件,改變矸石山的生態(tài)環(huán)境,有利于生產(chǎn)發(fā)展。抑制煤矸石自燃主要產(chǎn)生的特征污染物h2s、so2、co、tsp等釋放的有毒有害氣體。

4新矸石山自燃預(yù)防措施

根據(jù)預(yù)防矸石山自燃遵循原則和預(yù)防矸石山自燃工程方案原則,結(jié)合紅陽三礦的矸石山的預(yù)算和實(shí)地規(guī)劃,并滿足排矸量為300萬t的堆積能力。通過大量的文獻(xiàn)資料及實(shí)驗(yàn)室研究工和,實(shí)事求是,行之有效地綜合性以預(yù)防為主,治理為輔,一種科學(xué)的經(jīng)濟(jì)的預(yù)防矸石的自燃,并在預(yù)防矸石山自燃的工作中,逐漸建立矸山生態(tài)環(huán)境的綜合措施如下。

(1)將陳舊自燃堆積方式改變成推進(jìn)傾倒矸石平整層,使排矸面保持一定主度,采用黃土覆蓋碾壓工藝。

(2)建立固定注漿整套設(shè)置,注漿工藝具備施工速度快,機(jī)械化程度高,效果明顯。

(3)矸石山邊超植被生物化,做到逐步還原生態(tài)平衡環(huán)境。

5新矸石山自燃預(yù)防工程實(shí)施

工程實(shí)施方案:在了解矸石山自然狀態(tài)條件下,首選阻礙矸石山自燃最基本條件,并結(jié)合紅陽三礦的排矸工藝,依操作可行,施工簡單,施工成本控制在最低限度,動態(tài)流動作業(yè),滿足排矸要求,實(shí)施矸石山堆積分層,動態(tài)流動長期作業(yè)方法。矸石邊界平面區(qū)域(寬5m)碾壓為主,邊界區(qū)域注漿,澆灌為輔;矸石山底部三層斜坡黃土覆蓋,振動壓實(shí)的綜合性預(yù)防治理目的,隔離“空氣呼吸”因素,阻止煤矸石氧化反應(yīng)作用。

從儲藏煤矸石倉(20t)的膠帶中心線,用推土機(jī)推出寬10m、深1.5m的抗,用黃土堆積高度6m,兩側(cè)黃土壩為自然堆積(取出部分黃土用于注漿材料);其后繼續(xù)用推土機(jī)推出寬20m、深1.5m的坑,坑內(nèi)堆積矸石高5.5m,矸石的輸送采取可移動伸縮性運(yùn)輸膠帶,然后用推土機(jī)推平,直到矸石山邊界止。并盡可能把矸石兩側(cè)黃土壩的黃土推入矸石層平面上振動碾壓(一般碾壓7遍),矸石山底部一層邊界斜坡30°,采取黃土覆蓋碾壓,矸石外側(cè)邊界為黃土圍墻。應(yīng)盡可能多推出黃土來,以儲存上部幾層矸石層斜坡用黃土。新矸石山施工平面圖如圖1所示;施工剖面圖如圖2所示。

圖1施工平面圖

1-黃土圍墻;2-覆蓋300~500mm厚3-預(yù)埋直徑50mm無縫鋼管(注漿孔口管)

4-同時注入黃土、生石灰、阻燃劑混合漿液

圖2施工剖面圖

6結(jié)論

本方案引進(jìn)

其他煤礦的實(shí)施工程碾壓覆蓋法和注漿法相結(jié)合,經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究,并結(jié)合紅陽三礦現(xiàn)場排矸方式實(shí)際,而使方案完整具有更經(jīng)濟(jì)的預(yù)防煤矸石山自燃的方法。這種方法的特點(diǎn)是:底層分隔斷區(qū)域推進(jìn),可用就地黃土隔離(黃土壩),底三層矸石堆積邊界限區(qū)域平面、斜坡面黃土覆蓋碾壓,后期施工矸石邊界注漿、碾壓工藝綜合處理煤矸石山自燃預(yù)防措施。具有良好機(jī)械作業(yè)配置,施工方法較為靈活,適合動態(tài)作業(yè),根據(jù)原理能解決預(yù)防自燃的目的,并設(shè)立溫度臨界點(diǎn)檢測,預(yù)防矸石山自燃的目標(biāo),出現(xiàn)問題可以得到及時處理的靈活性,為防止礦區(qū)大氣環(huán)境污染的有效手段。