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煤矸石山自燃灭火方法措施

2019-03-21 13:55
煤矸石自燃不可或缺的3个条件:(1)煤矸石有自燃倾向,在常温下可以很好地与氧气进行结合;(2)有充足的氧气供应;(3)拥有良好的储热条件。当煤矸石低温氧化反应放出的热量无法及时释放到外界时,温度就会持续升高,外加本身具有自燃倾向,且能够和充足氧气接触,在温度升高至80℃左右时,氧化反应速度就会急速升高,于是矸石由自热变成自燃状态。
由于堆积形成的矸石山内部较为疏松,有较大的孔隙度,为矸石提供了比较充分的氧气。而煤矸石主要包括煤、砂岩、页岩、泥岩等多种成分,在常温中煤与空气接触,会吸附氧气释放一定热量,这一阶段为煤的自燃潜伏期,具体表现为煤的化学活性增强。在经过上述自燃潜伏期之后,氧化速度增加,开始生成CO、CO2以及H2O,同时释放更多热量,从而导致温度升高,达到自热临界点之后,转为自热期。自热期使煤体温度上升,随后形成燃烧。
良好的通风条件能够在矸石发生慢性氧化反应时提供充足的氧气,但是也能够及时将反应产生的热量带走。相对而言,若矸石处于完全封闭的空间环境当中,即便拥有好的蓄热环境,也因无法得到氧气供应而停止反应,无法自燃。矸石山的供氧条件对矸石自燃起到了决定性作用。根据供氧以及蓄热条件,可以将矸石山分为3个区域:
(1)不自燃区:在矸石山表面,虽然不断有氧气供应,也可以持续发生慢性的氧化反应,但是反应放热很快散失到周围环境中,不足以引起自燃。
(2)窒息区:在矸石山内部,空气中氧气体积分数很小,氧化反应过程中释放热量很少,基本不会令矸石升温,故这一区域不会发生自燃,这一区域为窒息区。
(3)可能自燃区:在不自燃区和窒息区之间,既有一定的氧气供应,所产生的热量也不会全部被外界空气带走,氧化产生的热量令矸石升温,称为可能自燃区。这个区域范围与矸石氧化能力、堆积形态、孔隙度等性质以及外部环境条件相关。
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