煤矸石山自燃的原因

煤矸石的矿物成分主要包括硅、铝、钙、镁、铁、硫的氧化物以及钛、钴等稀有金属元素。影响矸石山自燃的因素主要有以下三种：

（1）矸石山自身的自燃倾向：煤矸石中的残留煤质和硫铁矿，在空气中的氧气和降水的作用下，极易发生氧化反应并产生大量热量。当热量累积到一定程度后，就会导致煤矸石中残留煤质的燃烧，进而引发矸石山整体的燃烧。

（2）矸石山的热量传导：矸石山内部的热量传递主要由空气和水分等介质的对流完成。当矸石山内的局部温度升高时，周围空气中的水分会不断吸收热量，从而导致发热部位温度降低。之后，由于对流作用导致温度降低，空气中的水蒸气发生冷凝并放出热。以上过程周而复始，最终实现了矸石山内部热量的传递，导致矸石山温度不断上升，直至自燃的发生。

（3）空隙渗透：空隙渗透主要是氧的渗透，初始状态的氧化放热阶段、热量堆积状态、后期的燃烧状态都离不开氧气的参与。而矸石山的空隙率主要与煤矸石的倾倒方式有关。早期人们的环保意识薄弱，煤矿多采用“倒坡式”的翻头排矸，这就会导致煤矸石自由落体式堆积，使得矸石山空隙率较大，形成锥形的矸石山，同时具有了良好的通气性与透水性。在长期降水，风化及日晒的作用下，煤矸石颗粒的比表面积会不断增大，对氧气与水的吸附能力也就越强。

对于矸石山火灾，常用的灭火方法是注浆法。通过将浆液注入矸石层，降低矸石表面温度，达到降温的作用，并且填充矸石间的空隙，阻断矸石与空气的接触。徐州吉安研发的MAG-Ⅰ型复合胶体防灭火材料与黄泥浆或粉煤灰浆复配使用，可以显著提高浆体浓度，减少管路堵塞几率，提高灌浆效率和灌浆质量，属灌浆增强型防灭火材料。在灌浆中的应用，最大程度上避免了灌浆用于矸石山火灾防治时的诸多弊端，比如最大化减少了拉沟现象，提高了填充效果，提高了水在空隙的留滞时间，同时也显著降低了单位灌浆成本，是灌浆技术的一个重要进步。

参考文献：

[1]王治杰. 基于近自然理念的煤矸石综合治理体系研究——以西铭沟西湾煤矸石综合治理工程为例[D]. 山西:山西大学,2022.