?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,自燃是每個人經常要考慮的突出問題。現代新配方很少發生問題,但是自燃問題仍是所有煙火制造者必須考慮的主要問題。我年輕時沒有經驗,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,于是決定要認真學習更多化學知識,此后又遇到兩次發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鍵。

煙花的主要傳統組分黑火藥和“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。據推測這可能是十七世紀法國皇家火藥廠爆炸的原因。黑火藥中摻入金屬燃料產生更高的自燃危險(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發生,自燃,危險隨之增高。)

1.所有自燃情況必須出現的兩種作用

1)放熱化學反應;2)熱量必須留在材料中直至達到實際燃燒溫度,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或與空氣和水之類反應,就會真正成為廢物。因此煙火劑制造者仍應假定,一切最壞的自發放熱反應可能已經開始而繼續進行,并且隨時準備好采取相應措施。作者照此實踐多年,至今未出現嚴重問題。

2.處理自燃問題采取的兩種措施

2.1第一種措施:盡量采取能使反應緩慢的措施。

放熱反應越慢,發生自燃反應的可能性越小。必須學習足夠的化學知識,充分了解各種組分在室溫下可能發生的化學反應。這方面的文獻很多。幾乎涉及所有組分組合問題。唯一不足的是文獻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;因為這此材料使用的時間不久,還沒有充分研究報道,煙火制造者對其了解很不夠。要想安全生產,首先要盡一切努力了解材料的性質和可能出現的問題。防止化學反應危險的唯一手段是掌握化學知識。

2.2防止自燃的第二種措施是操作規模。

試驗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(著火溫度)。大堆材料內部產生的熱量很可能使其溫度上升到燃點;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,沒有給散熱留一點余地,這樣做是不明智的。

即使是最溫和的煙花產品在堆放時,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品,貨位之間應留出通道以便檢查和流通空氣散熱。

可能發生自燃的常用煙火劑中,金屬燃料最有可能在室溫發生反應放出熱量。藥劑中金屬含量越低,自燃危險越小。閃爍星體中含有5~7%的鋁,危險性尚不太高,但是已經是例如“生藥”危險的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。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。

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生火花,而且可能會生銹。能爆炸的決不要裝到金屬容器內,除非能完全防止起爆。少量材料可以裝在小玻璃瓶內。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。設計庫房時首先要注意留出安全通道,安排安全防火措施。最有可能發生危險的產品應放在離門最遠處。

實驗時只能加工少量煙火劑。實驗結束后應立即銷毀殘留的殘渣廢料。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。這樣做是極好的學習機會,仔細觀察所用材料的燃燒特性可以獲得極有價值的信息,可以了解每一種材料爆炸的必要條件,測定其爆炸威力。

工業界從未對模擬生產條件下成批產品燃燒作實驗觀察,這是失誤。出現意外事故時,工廠中無人預知其后果。他們在發生事故前從未試圖通過試驗研究,收集預測各種事故前因后果的第一手資料。實驗觀察是不能用其他方法代替的。

六百多年來,工業界依靠業余愛好者的發明進行革新。煙花新改進的百分之九十以上來自業余愛好者的創造。另一方面,業余愛好者幾乎都是與新材料、新方法、新配方打交道,充滿難以預期的危險因素。因而決不能在主要生產區和貯存區及其附近試驗。通常在主要生產區只能允許配制使用有至少50年以上歷史的藥劑。新產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的壁櫥擱板上,在其兩側各放一個爆竹作為特別好的煙火警告系統,即使耳背的人也能聽到。因為壁櫥門有門,萬一著火就可以將門關閉以截斷火勢。留出充裕時間撤離現場和采取措施。最為理想的是,煙火制造者至少應有一個主要庫房和3~4個較小庫房,彼此遠離并且遠離其他建筑。但是有誰能辦到,又有誰能在壞天氣和在持續幾分鐘的小試驗情況下都照規矩準確使用這些庫房?任何人幾乎都會在不適當場所留下一些材料。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避禍,保證人財兩旺。這是已知最古老的煙火信號,已流傳數百年。

3.實例剖析

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;細大炭粉?2;草酸鈉4;亮鋁粉?11;中鋁粉(100目)?4;細鋁粉(薄片)?1;糊精4。制造星體時,由于沒有細鋁粉(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濕制成藥餅置于工作臺上,讓其自然干燥;數小時后出現自燃事故。

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值有點偏高,接近鋁和硝酸鹽溶液反應的危險區。通常認為硼酸是鋁/硝酸鹽混合物的適當緩沖劑,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.保持產品干燥防止自燃

引起煙花材料自燃的反應幾乎都是通過與水反應傳播或與水反應。細心干燥和實際測定含水量。都是最佳的主要防止濕態反應措施。作者總是壓碎少數星體,檢查其內部濕度。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到真正干燥狀態。作者從來不把哪怕是稍微潮濕的含金屬燃料星體或產品貯存起來,必須仔細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定劑。二苯胺是軍用硝化纖維素的穩定劑,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.結束語

謹小慎微沒有錯,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。在沒有適當保安措施與技能的情況下,千萬不能冒險。

篇2:高溫區預防自燃發火安全措施

420高溫區預防自燃發火措施

一、420高溫區狀況:

聯創公司420大巷的上方為上世紀七十年代開采二層煤時留下的煤柱,94年對煤柱進行了開采,形成了大面積的采空區,后又對剩余煤柱進行復采,受動壓影響,420大巷圍巖受到破壞,大巷曾有多處冒頂,有些區域已與采空區相連通,從而形成了大巷向頂部采空區漏風現象,二層煤又為自燃煤層,因此具有使采空區遺煤產生自燃的條件。20**年7月出現CO氣體和高溫地點時對420大巷上方的采空區和巷道全部進行了封閉。2006年底,420煤柱周圍又出現CO氣體,采空區內有多個高溫點,CO氣體滲透至420大巷內。經井上下向采空區內注漿和對巷道注封閉材料、噴注水泥沙漿等方法處理,消滅了高溫地點和CO氣體涌出,至今在420大巷煤柱周圍未發現CO氣體。

二、預防自燃措施:

為預防420煤柱原高溫區再次發生高溫以及自燃,及時發現自燃征兆,有效擬制自燃發火事故,以及出現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高溫區預防自燃發火措施如下:

1、通防工區應加強對420煤柱周圍通防設施的檢查維修工作,特別是密閉墻,必須嚴格按照質量標準進行砌筑和維護,確保嚴密不漏風,密閉墻上按要求設置措施孔、觀測孔、放水孔和壓差計。

2、420大巷內如發生冒頂或出現噴漿體脫落時,必須落實有關單位及時填實,噴注水泥沙漿等進行封閉處理。

3、在420大巷內以及原高溫區周圍進行巷道維修前,必須經通防部門同意,否則不得擅自進行巷道拓寬、放頂以及破壞噴漿體等有可能向采空區內漏風的工作。

4、通防工區應做好預防420原高溫區再次自燃的預測預報工作,安排專人至少每2天對420煤柱周圍進行巡查1次,重點檢查巷道狀況,通防設施狀況,防滅火管路供水是否正常,以及對周圍巷道內、密閉墻內外和其它地點進行CO4、CO2、NO2、CO、SO2、H2S等氣體檢查和溫度檢查,作好記錄,對檢查結果由專人做好專項記錄,發現異常立即向通防工區區長和主管技術人員匯報。

5、發揮束管監測系統的作用,在419風道原三號鉆場處,東420皮帶機道第一部皮帶機尾處各設置束管探頭1個,至少每7天進行抽氣取樣分析1次,對有可能涌出氣體而未設置束管探頭的其它地點要進行人工取樣進行分析,至少每周1次。分析結果必須經通防工區主管技術人員和區長、通防副總及總工程師審閱簽字。

6、在東風井主扇風機和莊頭風井主扇風機每次調整風葉角度前后,反風前后,主扇負壓有變動時,以及進行通風系統調整有可能引起420煤柱周圍風速、風壓有變化時,必須全面對420煤柱周圍進行氣體檢查分析,有異常時要及時采取措施。

7、420煤柱周圍的各條巷道內,必須有可靠的供水管路,水量充足,至少每50米設置三通閥門1個,419風道內、東420皮機道一部應各備有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行修改補充制定和對具體工作安排。

篇3:某煤矸石山自燃的預防措施

1概況

沈陽煤業集團紅陽三礦位于紅陽煤田西部,地質儲量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。礦井設計年生產能力150萬t,服務年限55.6a。礦井排矸量為87萬t/a,以1999年產矸量為110萬t2000年產矸量87萬t的實際情況,現產矸量大約2500t/d。20**年的產矸量預計為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計算,能存300萬t矸石,實際還能儲存125萬t,服務礦井生產能力年限太短,已經不能滿足生產要求,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,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;其南側為礦區工礦區域,另外三側界面為附近農田,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,往往可達到數十米乃至上百米。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造必要的條件。因此表層矸石可以在較長的時間內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速懷臨界溫度,引起矸石的物理化學反應加速自燃。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,加地上處常年主導風向西南風,四季氣候變化明顯,很容易形成“因囪效應”。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,重點放在預防矸石山自燃。

紅陽三礦原矸石山已燃燒多年,目前因生產環節不能影響采煤,現仍繼續排矸,燃燒點主要分布在斜坡部分及頂部卸矸區。燃燒區內煙霧彌漫,釋放出大量的有毒氣體,嚴重污染礦區周圍的大氣環境,惡化排矸場區作業條作,影響生態景觀。

3煤矸石山自燃預防方案的確定原則

矸石山自燃是一種比較特殊的燃燒系統,它的起燃和維持燃燒,火區的轉移同一般滅火有很大差別。在采取措施進行預防自燃時,不僅需要考慮常規滅火的一般規律,還要考慮矸石山的特殊規律。由于影響矸石山自燃的因素比較多,所以在實施預防工程之前,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有使熱量積聚的環境;④上述條件應維持足夠的時間以達到自燃點。其中條件①為煤矸石自燃的內部特征,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的特性。由于煤矸石組成比較復雜,可燃物質和惰性物南的分布、粒度大小等不均勻,造成自燃后燃燒強度不均勻,自熱和自燃的不均勻反過來又加強了溫度和空氣流動分布的不均勻,而且由于氧氣供應不足,具有不完全燃燒的特點。燃燒發展過程十分緩慢而隱蔽,在自燃的初期階段,一般從內部先燃燒,燃燒涉及的矸石數量很少,燃燒強度不大,釋放熱量很少,自燃區溫度也不高,處于緩慢引燃狀態時間較長。因此,矸石山自燃的早期發現和自燃區的準確定位都很困難。預防矸石山的自燃是一項綜合性系統工程,從方案設計到工程實施的每一個環節,需十分緊密才能確保施工質量。

3.3煤矸石自燃預防遵循原則

煤矸石山自燃預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做出反應,達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。歸納起來,預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生自燃。如采用分層堆積(并壓實)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)對矸石山表面進行封閉,采用分層壓實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,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)項難以執行,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生產的需要,從而增加投資費用。在確保科學預防矸石山自燃的同時也考慮與生產相適應的原則。

3.4預防矸石山自燃工程方案原則

預防矸石山自燃是一項長期的戰略任務,應具有一套科學的施工工藝,同時為更經濟有效地搞好矸石山自燃預防與治理工程能擴大可供選擇的范圍,滿足技術的需要。

指導預防矸石山自燃工程方案的原則:

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

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

(3)工程的經濟性。在預防矸石山自燃工程中,適合科學實施方案對于經濟投入合理,選材得當,配置合理,效果明顯,因地制宜,降低投資費用。

(4)工藝的科學性。通過檢索國內外各種相關資料,借鑒治理煤矸石山自燃的經驗,分析研究各頂測試數據,引進較成功的預防和治理煤矸石山自燃的技術,并結合紅陽三礦矸石山面貌和現狀,制定預防矸石山自燃施工方案,形成整套較先進的工藝流程。

(5)實施效果。環境保護是我國的一項基本國策,良好的生態環境是經濟發展的基本條件,改變矸石山的生態環境,有利于生產發展。抑制煤矸石自燃主要產生的特征污染物h2s、so2、co、tsp等釋放的有毒有害氣體。

4新矸石山自燃預防措施

根據預防矸石山自燃遵循原則和預防矸石山自燃工程方案原則,結合紅陽三礦的矸石山的預算和實地規劃,并滿足排矸量為300萬t的堆積能力。通過大量的文獻資料及實驗室研究工和,實事求是,行之有效地綜合性以預防為主,治理為輔,一種科學的經濟的預防矸石的自燃,并在預防矸石山自燃的工作中,逐漸建立矸山生態環境的綜合措施如下。

(1)將陳舊自燃堆積方式改變成推進傾倒矸石平整層,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置,注漿工藝具備施工速度快,機械化程度高,效果明顯。

(3)矸石山邊超植被生物化,做到逐步還原生態平衡環境。

5新矸石山自燃預防工程實施

工程實施方案:在了解矸石山自然狀態條件下,首選阻礙矸石山自燃最基本條件,并結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,動態流動作業,滿足排矸要求,實施矸石山堆積分層,動態流動長期作業方法。矸石邊界平面區域(寬5m)碾壓為主,邊界區域注漿,澆灌為輔;矸石山底部三層斜坡黃土覆蓋,振動壓實的綜合性預防治理目的,隔離“空氣呼吸”因素,阻止煤矸石氧化反應作用。

從儲藏煤矸石倉(20t)的膠帶中心線,用推土機推出寬10m、深1.5m的抗,用黃土堆積高度6m,兩側黃土壩為自然堆積(取出部分黃土用于注漿材料);其后繼續用推土機推出寬20m、深1.5m的坑,坑內堆積矸石高5.5m,矸石的輸送采取可移動伸縮性運輸膠帶,然后用推土機推平,直到矸石山邊界止。并盡可能把矸石兩側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,矸石外側邊界為黃土圍墻。應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結論

本方案引進其他煤礦的實施工程碾壓覆蓋法和注漿法相結合,經實驗研究,并結合紅陽三礦現場排矸方式實際,而使方案完整具有更經濟的預防煤矸石山自燃的方法。這種方法的特點是:底層分隔斷區域推進,可用就地黃土隔離(黃土壩),底三層矸石堆積邊界限區域平面、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防措施。具有良好機械作業配置,施工方法較為靈活,適合動態作業,根據原理能解決預防自燃的目的,并設立溫度臨界點檢測,預防矸石山自燃的目標,出現問題可以得到及時處理的靈活性,為防止礦區大氣環境污染的有效手段。

(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生自燃。如采用分層堆積(并壓實)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)對矸石山表面進行封閉,采用分層壓實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,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)項難以執行,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生產的需要,從而增加投資費用。在確保科學預防矸石山自燃的同時也考慮與生產相適應的原則。

3.4預防矸石山自燃工程方案原則

預防矸石山自燃是一項長期的戰略任務,應具有一套科學的施工工藝,同時為更經濟有效地搞好矸石山自燃預防與治理工程能擴大可供選擇的范圍,滿足技術的需要。

指導預防矸石

山自燃工程方案的原則:

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

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

(3)工程的經濟性。在預防矸石山自燃工程中,適合科學實施方案對于經濟投入合理,選材得當,配置合理,效果明顯,因地制宜,降低投資費用。

(4)工藝的科學性。通過檢索國內外各種相關資料,借鑒治理煤矸石山自燃的經驗,分析研究各頂測試數據,引進較成功的預防和治理煤矸石山自燃的技術,并結合紅陽三礦矸石山面貌和現狀,制定預防矸石山自燃施工方案,形成整套較先進的工藝流程。

(5)實施效果。環境保護是我國的一項基本國策,良好的生態環境是經濟發展的基本條件,改變矸石山的生態環境,有利于生產發展。抑制煤矸石自燃主要產生的特征污染物h2s、so2、co、tsp等釋放的有毒有害氣體。

4新矸石山自燃預防措施

根據預防矸石山自燃遵循原則和預防矸石山自燃工程方案原則,結合紅陽三礦的矸石山的預算和實地規劃,并滿足排矸量為300萬t的堆積能力。通過大量的文獻資料及實驗室研究工和,實事求是,行之有效地綜合性以預防為主,治理為輔,一種科學的經濟的預防矸石的自燃,并在預防矸石山自燃的工作中,逐漸建立矸山生態環境的綜合措施如下。

(1)將陳舊自燃堆積方式改變成推進傾倒矸石平整層,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置,注漿工藝具備施工速度快,機械化程度高,效果明顯。

(3)矸石山邊超植被生物化,做到逐步還原生態平衡環境。

5新矸石山自燃預防工程實施

工程實施方案:在了解矸石山自然狀態條件下,首選阻礙矸石山自燃最基本條件,并結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,動態流動作業,滿足排矸要求,實施矸石山堆積分層,動態流動長期作業方法。矸石邊界平面區域(寬5m)碾壓為主,邊界區域注漿,澆灌為輔;矸石山底部三層斜坡黃土覆蓋,振動壓實的綜合性預防治理目的,隔離“空氣呼吸”因素,阻止煤矸石氧化反應作用。

從儲藏煤矸石倉(20t)的膠帶中心線,用推土機推出寬10m、深1.5m的抗,用黃土堆積高度6m,兩側黃土壩為自然堆積(取出部分黃土用于注漿材料);其后繼續用推土機推出寬20m、深1.5m的坑,坑內堆積矸石高5.5m,矸石的輸送采取可移動伸縮性運輸膠帶,然后用推土機推平,直到矸石山邊界止。并盡可能把矸石兩側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,矸石外側邊界為黃土圍墻。應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結論

本方案引進

其他煤礦的實施工程碾壓覆蓋法和注漿法相結合,經實驗研究,并結合紅陽三礦現場排矸方式實際,而使方案完整具有更經濟的預防煤矸石山自燃的方法。這種方法的特點是:底層分隔斷區域推進,可用就地黃土隔離(黃土壩),底三層矸石堆積邊界限區域平面、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防措施。具有良好機械作業配置,施工方法較為靈活,適合動態作業,根據原理能解決預防自燃的目的,并設立溫度臨界點檢測,預防矸石山自燃的目標,出現問題可以得到及時處理的靈活性,為防止礦區大氣環境污染的有效手段。