露天矿煤炭自燃危害及治理措施
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露天矿煤炭自燃危害及治理措施
近年来我国面临着资源的严重短缺,煤炭作为我国重要的能源,其在当前社会和经济发展过程中发挥着极为重要的作用。近年来随着我国煤炭资源开发力度的不断加大,露天煤矿的数量不断增加,在露天煤矿开采过程中,自燃已成为煤矿生产过程中的重大自然灾害,煤体自燃不仅导致煤炭资源的严重,而且还会对矿区的环境及安全带来较大的影响。所以需要针对露天煤矿煤体自燃的原因,采取必要的防灭火措施来加强煤炭自燃的处理。
露天矿煤炭自燃的原因
(1)浪费煤炭资源
煤炭自燃不仅会降低煤炭质量,还造成资源浪费,减少了矿山可采储量。处理煤炭自燃需投入大量人力物力,而且不易彻底处理,反复影响矿山采剥生产的进度,严重影响矿山企业的经济效益。
(2)影响矿山安全生产和边坡稳定
煤层自燃对矿山的生产安全和持续生产带来很大困难。煤炭自燃后常引起矿坑内地表裂缝、坍塌,出现大面积片帮现象等等,影响露天矿设备的正常作业,给安全生产带来隐患。在特定的气象条件、处于不利的风向和风速时,还会造成火灾,并产生大量烟雾烟尘。烟雾烟尘影响工作人员视线,危害工人呼吸,影响工人的工作效率,不利于安全生产。煤台阶的自燃发火将导致煤台阶岩体强度的降低,影响露天矿整体的边坡稳定。
(3)环境空气影响
煤层自燃产生大量的有毒有害气体和物质,如CO、CO2、SO2、NO3、烟尘、醇类、醛类等,随风飘散,波及很大范围和区域,严重污染矿坑及附近的大气环境,危害职工的身体健康。
露天煤矿煤体自燃的防灭火措施
(1)水消法
水消法有3种:第一种是用水浇灌,推土机封填相结合的方法,以形成泥浆或粘土隔氧覆盖层,起到防火灭火作用,适用于老空巷道区及较大范围火区;第二种是往采煤工作面火区上方用高压水劈头浇灌,起到冷却降温隔氧灭火作用,适用于小范围浅部火区;第三种是在煤层表面形成纵横交错的水渠,使水逐渐向下渗透,从缝隙间扩散到煤体深部,均匀湿润煤体,达到灭火的目的,适用于深部燃烧的煤体。
(2)强行采出法
强行采出法是最直接也是相当有效的方法。在确定煤层的燃烧范围后,采用电铲或前装机强行挖除着火煤层,使其在大气环境中自然冷却,排弃至排土区,再用推土机推至排土台阶下,用土岩覆盖。为尽快冷却,不影响挖掘运输设备,常采用边浇水降温,边挖出。当着火范围不大且在表面时,这种方法实施起来比较简单,成功率也很高。尤其适用于露天矿向前推进的工作帮。这种方法不适合用于露天矿保安煤柱,重要设施区域的火区灭火。
(3)覆盖法
覆盖法又包括黄泥灌浆、粘土封闭、土岩堆堵等方法,主要是通过在煤层上覆盖黄泥浆、粘土或土岩来实现煤氧隔绝,达到防火灭火的目的。
(4)阻化剂灭火法
阻化剂灭火法可以采用粉煤灰、黄土及促凝剂、阻化剂,制成阻化泥浆,用大型泥浆喷洒设备喷洒在煤层表面,对煤层起到封闭和阻化作用。该方法具有隔绝空气和阻止煤层氧化达到防火
的作用,同时工艺简单、经济适用,适用于露天矿到界台阶或长时间不需推进的煤台阶上裸露的原煤的灭火,起到永久性灭火的作用。
(5)普瑞特防灭火技术
徐州吉安研发的普瑞特防灭火新技术集氮气、凝胶、三相泡沫、阻化剂等防灭火技术优点于一体,生成的凝胶以泡沫为载体向火区的中、高位火点堆积扩散,所到之处凝胶均能有效覆盖黏附浮煤裂隙,对火区煤体吸热降温并持久保持煤体湿润冷却,同时有效封堵漏风通道;材料添加剂中含有的阻化剂能长久对煤体阻化,防治煤体氧化升温;泡沫中的水固结在凝胶体内,避免泡沫易溃浆的缺点;泡沫中的氮气缓慢释放,避免了单独注氮时氮气容易散失的缺点,持久保持火区的惰化。
对露天煤矿自燃现象进行防灭火处理,这是一项较为系统的工程,不仅需要做好提前预防工作,而且还要确保所采取的防灭火的科学性和可行性,同时还要对防灭火技术水平进行不断完善,研究出更为先进的防灭火技术和手段,加快对露天防灭火管理和投入的力度,各个部分相互协作,从而更好的提高煤炭的质量,确保矿山生产的安全。