煤矸石山自燃的特征-徐州吉安矿业科技

煤矸石是采煤和洗煤过程中的排弃物，通常占采煤量的15%～20%。煤矸石山对环境最大的危害除占地外就是自燃。自燃时释放出大量二氧化硫、一氧化碳、硫化氢等有害气体，严重污染周围大气环境，危害人们身体健康。

煤矸石山自燃的特征有如下两点：

（1）从矸石山内部先燃烧

煤矸石山的自燃取决于供氧条件，供氧是沿着矸石之间的空隙和孔道向内部补给的。矸石山内的中部有利于氧化反应生成热的积聚，所以燃烧首先在这里开始。自燃后，燃烧地带具有燃烧中心的特性。燃烧中心（燃烧温度最高点）一般不超过矸石山表面下2.5m深。平面堆积的矸石山，燃烧只发生在有裂隙的地带。

观察到的冒烟处，往往并不能说明燃烧区就在其下部，而可能在斜坡下部，离矸石山表面1～2m深的地区。这是因为空气是从斜坡的下部进入，并沿着斜坡的表面向上流动；热对流使进入的空气量增加而加剧燃烧，从而形成裂隙或空洞。

（2）不完全燃烧

煤矸石的矿物成分和化学成分非常复杂，但是能够成为可燃物质的主要是由C、H、S等组成的物质，如硫化物、碳质沉积物、油页岩、残存煤和杂物等。煤矸石在堆积时，颗粒的形状和大小是不规则的，从而在煤矸石之间形成孔隙和孔道。在自燃之前，这些孔隙和孔道为黄铁矿和碳质可燃物的氧化提供空气；在自燃之后，又为可燃物质燃烧补给空气。由于煤矸石的燃烧在煤矸石山的中部开始，因此通过孔隙和孔道输送空气的速度比较缓慢。另外，孔隙和孔道所占容积较小，煤矸石内可燃物质就再也不能与氧充分化合，也就是不能充分燃烧。所以，从整体上说，煤矸石燃烧是在供氧量不足情况下进行的，其燃烧性质属于不完全燃烧。

不完全燃烧的结果，除产生和释放SO2和CO2外，还产生和释放大量的CO、H2S和碳氢化合物，从而造成大气的严重污染。不完全燃烧，使得煤矸石山燃烧速度缓慢，燃烧时间长。一座大型的煤矸石山往往要燃烧十多年，甚至几十年的时间，即使是不再继续堆放的煤矸石山，还能继续燃烧许多年。煤矸石中的可燃物和黄铁矿基本燃烧完后，矸石山自燃才逐渐熄灭。

徐州吉安矿业科技的技术团队结合十年来井工煤火治理经验，提出矸石山火灾治理整套技术，包括高温区域精准探测与划定，精准定向注浆降温，边坡快速护理。整套技术具备动静小、工期短、效果持久的显著特点。通过山西、江西、新疆等多个地区多个不同类型的项目实践，充分验证了该技术体系的高效性。

参考文献：

[1]张健.东荣二矿矸石山自燃规律及治理技术研究[D].西安科技大学,2010.