东荣二矿矸石山自燃规律及治理技术研究

摘要

矸石山火区严重威胁着矿区环境，并对矿井安全生产构成威胁。东荣二矿矸石山火区经过长时间发展，其温度高、范围也很大，对矿井安全生产构成严重威胁。本文研究了矸石山的特点，分析了硫铁矿等矿物质含量，矸石山含煤量及煤的变质程度，矸石堆积形态，含水率等因素对矸石山自燃的影响；通过火区现场监测和理论分析，说明高温矸石山中不仅存在煤的氧化反应，还存在煤与二氧化碳的气化反应，煤与水蒸汽的反应，分析了向高温矸石山中直接水会引起矸石山爆炸的原因；通过矸石山内的传质分析，得到矸石山内各种气体渗流规律，建立了矸石山火区的数学模型；根据矸石山火区特点，提出了注复合胶体防灭火的总体技术方案。通过向矸石山注胶，基本上扑灭了火区，保障了矿井安全，生存环境也得到了有效地改善。研究表明，胶体材料具有吸热降温、堵塞漏风通道和阻化功能，适应了扑灭煤层火灾的需要。选择粉煤灰复合胶体为主要灭火材料，利用矿区附近电厂粉煤灰作为主要原料，既降低了防灭火成本，又充分利用了废料，起到了良好的防灭火作用。选择地面固定式灌浆注胶系统进行注胶，实现大流量灌注复合胶体，其防灭火效果良好。