金刚煤矿矸石山煤矸石自燃机理分析

通过对金刚煤矿矸石山各类煤矸石样的H2O2氧化升温速率实验、实气氧化升温速率实验研究和对矸石山各类煤矸石各种形态硫的定量分析,以探索金刚煤矿矸石山煤矸石的自燃发火机理,从分析可见金刚煤矿矸石山煤矸石中硫铁矿含量很高,而硫铁矿中FeS2被空气中的氧气氧化并释放出大量的热量。热量不断积累、蓄热,当热量蓄累到一定温度时,煤矸石中的挥发分析出并着火燃烧,从而导致矸石山煤矸石的自然。     

基于热管的自燃煤矸石山降温效应

为预防煤矸石山氧化发火,抑制矸石山自燃升温,基于热管相变传热原理,在煤矸石山现场开展热管降温效果的单管试验,研究煤矸石山温度分布规律和热管对其内部温度的冷却效果.研究结果表明,试验条件下,热管能够有效降低煤矸石山内部温度,达到抑制升温、预防自燃的目的.60 d内,降温最大值在深度4 m位置,最大值为27℃,平均降温0....     

新立煤矿矸石山自燃机理分析与实验

为掌握温度对煤矸石山自燃的影响,分析了煤矸石山自燃发生的机理,在实地考察和现场实验的基础上总结了影响新立煤矿矸石山自燃的内部因素和外部因素。实验测得自燃区距地面分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.2 m 9种不同深度的温度值,得到温度梯度变化规律。依据理论分析和实验结果将矸石山划分为未燃、氧化、燃烧、高温、燃尽五个分带,进而对五个分带自燃因素分析,用于指导自燃煤矸石山的灭火。     

煤矸石山自燃及自燃蔓延现象的宏观机理研究

通过现场观察煤矸石山自燃及自燃蔓延现象,运用控制矸石山自燃的基本定律和基本公式,对矸石山自燃潜伏期、位置、表面温度、最高温度、火区厚度、蔓延速度、污染物浓度的差异进行研究分析,找出矸石山自燃规律,为寻找控制措施提供依据。     

浅析煤矿矸石山自燃爆炸原因

煤矿矸石山自燃是煤矿普遍存在的问题,矸石山自燃后不仅对周围环境和矿区造成污染,而且会因矸石山自燃而引发煤矸石山坍塌、喷爆甚至爆炸等灾害性事故,给矿区人民的生产生活造成了极大的伤害和财产损失。煤矸石山自燃爆炸是由多种因素共同作用的结果,它不仅与内在自燃因素有关,还与煤矸石山所属的环境、气候条件等有关。近年来,煤矸石山爆炸事故不断发生,已对煤炭企业带来了不可估量的负面影响。     

基于热重-傅里叶红外光谱联用的煤矸石自燃特性及微观表征

煤矸石自燃造成严重的环境和生态问题,为揭示煤矸石自燃宏观特性及微观结构之间的关联性,采用热重-傅里叶红外光谱(TG/FTIR)联用技术及自燃程序升温实验,系统研究了煤矸石自燃氧化过程失重率、气体产生率和官能团变化规律及自燃特性。结果表明,煤矸石中存在次甲基、含氧环烷、醚键等桥键和缩合芳环等物质,自燃氧化过程总失重率30.30%.得到了煤矸石自燃过程中7个特征温度,气体脱附、氧化裂解、燃烧和热活化及相变阶段的失重率分别为1.05%,3.27%,20.36%和5.31%.计算得到煤矸石燃料比为0.88,综合燃烧特性指数S为32.34×10~(-11)%2·min~(-2)·K~(-3),说明试样挥发分析出速率快、极易着火燃烧、燃尽性能好,具有较高的自燃氧化及着火燃烧特性。     

煤矸石山自燃原因剖析及防治

太原市采煤和原煤洗选工业发达，矸石堆积如山，长期堆放会引起自燃、放出有毒、有害气体，影响大气环境质量。因此，对煤矸石的自燃防治、日益引起人们的重视。     

自燃煤矸石陶粒作为骨料制备喷射混凝土试验研究

为了对采用自燃煤矸石取代砂石作为骨料配制喷射混凝土的可行性进行研究,通过采用试验的方法优化自燃煤矸石骨料级配,比较外加剂、I级粉煤灰、水泥用量等对所配混凝土强度及性能的影响,确定配制C20自燃煤矸石骨料喷射混凝土的最佳配合比。结果表明:在掺加速凝剂情况下,配制同标号混凝土采用自燃煤矸石骨料取代砂石骨料可以大幅降低水泥用量。     

非自燃煤矸石粗骨料对混凝土力学性能的影响

非自燃煤矸石是煤炭开挖和分选等过程中产生的固体废弃物,为减少大量非自燃煤矸石堆积而造成的环境污染、资源浪费以及对天然砂石资源的过度利用,研究非自燃煤矸石的理化性能以及在不同粗骨料取代率、水灰比、附加用水量和骨料级配下的非自燃煤矸石混凝土基本力学性能.结果表明:与普通碎石相比,非自燃煤矸石的堆积密度与表观密度小、吸水率高、压碎值大.水灰比和非自燃煤矸石取代率对非自燃煤矸石混凝土坍落度的影响较为明显,随着非自燃煤矸石取代率和水灰比的增大,混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量总体上逐渐减小,当取代率超过50%时,以上指标减小较为明显.附加用水量和骨料级配对非自燃煤矸石混凝土力学性能有一定的影响,饱和面干状态下的非自燃煤矸石粗骨料可以有效提高混凝土的抗压强度和弹性模量,但对抗拉强度不利.建议实际工程中非自燃煤矸石取代率小于50%,且当非自燃煤矸石取代率为50%、水灰质量比为0.35时,混凝土强度可以满足C40的设计要求.     

梁宝寺煤矿小煤样自燃升温指标气体的试验研究

利用自行设计的煤炭自燃热解实验装置,研究了不同供氧浓度下煤样升温氧化特性及自燃升温过程中产生氧化气体和碳氢类气体解吸涌出规律,并在此基础上确定了梁宝寺煤矿煤炭自燃预报的指标气体。实验结果表明：若研风流中检洲到C2H4气体,此时煤温可能达到或超过100℃左右,需采取有效的措施,进行灭火。     

贵州高砷煤矸石高温氧化及浸出污染特征研究

贵州兴仁高砷煤矿区堆积了大量煤矸石,煤矸石的自燃及自燃后降雨淋滤将释放出大量有害物质.本文就兴仁高砷矸石在高温绝热条件下的氧化特征及氧化残渣的浸出污染特征进行了研究,对矸石在100℃,300℃,500℃,700℃,1 000℃不同温度下的氧化燃烧烧失特性、残渣的表面形貌特征、残渣浸出液pH,Eh,EC及As,Fe,Cd,SO2-4等离子浓度特征进行了研究.结果表明,煤矸石在不同温度下的氧化燃烧特性差异极大:温度越高,矸石烧失量越大;温度高于500℃时,煤矸石所含黄铁矿中硫主要被氧化生成硫的气态产物;氧化残渣浸出液中As的浓度是随矸石氧化温度的升高而增加的,1 000℃的高温氧化残渣浸出液中As的浓度高达88.58μg/L.在高砷煤矿区,防止矸石自燃对于保护矿区空气、水体及土壤免受污染均具有重要意义.     

自燃煤矸石山生态复绿效果研究——以杜儿坪矿矸石山治理项目为例

在介绍自燃煤矸石山基本情况的基础上,重点研究了自燃煤矸石山生态覆绿技术及物种的选择,并以杜儿坪矸石山治理项目为例,总结了自燃煤矸石山的生态复绿效果。     

河南天安煤业“5.15”煤矸石山自燃爆炸成因分析与防治研究(英文)

2005年5月15日、16日,河南天安煤业四矿矸石山先后发生两次自燃爆炸灾害,造成8人遇难,122人受伤,造成生命财产的重大损失.首先介绍了天安煤业四矿煤矸石的物质组成,分析了其致灾原因:高含硫煤矸石的存在是引起煤矸石山自燃的决定因素;煤矸石的堆积方式以及有效的粒径组成在一定程度上决定了煤矸石的透气性,是引起煤矸石山自燃的促进条件;突发降雨应是本次灾害的主要导火索.在燃料含量一定,清除比较困难,燃烧已开始并还在不断堆积矸石的情况下,降温和隔氧显得尤为重要.针对本矸石山的实际情况,提出了采用注浆法为主,辅以高温区域表面喷射浆液、挖掘沟槽、表面覆盖等灭火方法,并对以后矸石山自燃免灾方向进行了展望大.     

煤样两次程序升温自燃特性对比实验研究

为了掌握煤经多次氧化的自燃特性指标参数,对气肥煤、1/3焦煤、贫煤和无烟煤4种不同变质程度煤的煤样进行预处理,即将原煤样经过升温氧化后利用氮气冷却至常温,得其氧化煤样。采用煤质分析实验、物理吸附实验和煤自燃程序升温实验,对两次氧化过程中的耗氧速率、放热强度、CO产生率和特征温度等自燃特性参数进行对比实验研究。结果表明,2次程序升温过程中,煤样的自燃特性参数都随煤温呈指数变化规律。氧化煤样的耗氧速率、放热强度和CO产生率均表现出在氧化反应前期大于原煤样,氧化反应后期小于原煤样;自然发火的特征温度低于原煤样,说明氧化煤样更容易发生自燃,危险性较大。     

煤矸石山自燃的治理

论述了平煤集团十矿煤矸石山特征及自燃的原因,探讨了注浆法治理自燃矸石山的机理,简单介绍了注浆法的灭火工艺及设计思路,通过对十矿矸石山的实地灭火,取得了良好的社会、环境和经济效益,证明注浆法治理煤矿自燃矸石山是可行的.     

自然环境条件下硫化铁的自燃倾向性

为了研究硫化铁的自燃倾向性,在自然环境条件下对硫化铁进行氧化实验,实验结果表明:Fe3O4、Fe2O3以及Fe(OH)3硫化后生成的硫铁化合物活性很高,具有较高的自然氧化活性,在室温下可迅速与空气中的氧气反应,同时放出大量的热量.以Fe2O3的硫化产物为典型样品,研究了硫化时间、水分、油品、硫及通风条件对硫化铁氧化升温特征的影响,结果表明,硫化时间长,适量的油品和硫以及良好的通风条件能够加速硫化铁升温过程,而一定的水分及不良的通风条件则降低了硫化铁的自燃倾向性.     

地温对煤层自燃危险性的影响研究

研究了地温地煤层自燃危险性的影响,通过分析煤体氧化放热性,自燃蓄热条件和供氧条件与地温的关系,推导出煤温与砂氧速度和放热强度的关系式、热风压和升温必要条件的表达式,同时在煤自然发火实验台上进行了实验研究,研究结果表明,由于地温的作用,增强了煤体自身的氧化放热性能,同时改善了自然的蓄热条件和供氧条件,增大了煤体的自燃危险性,该项研究对于进一步完善自燃理论,以及促进煤层自燃防治技术的发展具有一定的实际     

灰分对煤自燃特性影响的实验研究

为了研究灰分对煤自燃能力的影响作用,利用绝热氧化实验装置对不同灰分含量煤样进行升温氧化实验,采用R_(70)、T_(CPT)、B3种指标表征灰分含量对煤样自发氧化过程的影响。结果表明:1)灰分含量越大,煤样低温氧化阶段温升速率越小,温升加速点温度越高,煤样的自发氧化过程越慢,煤越不易自燃;灰分含量大于40%后,煤自燃倾向性快速减弱。温升加速点是反应微观信息的零活化能温度的宏观累计结果,具有直观且滞后的特点。灰分越大,滞后越明显,温差越大。2)R_(70)、T_(CPT)、B3种指标与灰分关系表现为二次函数。R_(70)和T_(CPT)两种指标显示灰分越大,自燃倾向性越弱,与实践经验相符。受水分权重影响,B指标显示煤样在灰分小于40%时,灰分越大,煤样自燃倾向性越强,这与实践经验相悖。因此,B在判定灰分对煤样自燃倾向性的影响时具有一定的局限性。     

自燃煤矸石对环境植物的影响研究

煤矸石的堆存不仅占用土地,而且由于自燃对周边环境和植被造成很大程度的损害。通过对矸石山治理前后周围空气质量监测及植被情况的调查,得出对矸山污染敏感及抗污染植物种类,同时得出矸山治理后自然植物可侵入的结论。     

含水率对煤二次氧化自燃特性影响的实验研究

为研究不同含水率煤二次氧化时的自燃特性,使用1/3焦煤为研究对象,通过物理吸附、解析实验测试水分对煤空隙结构的影响,采用程序升温实验测试不同含水率煤初次、二次氧化自燃特征参数。研究表明:初次氧化后煤样孔结构主要以中孔为主,其孔体积和比表面积随着含水率的增加而增大;在前期,原煤样产生的CO气体浓度大于不同含水率的水浸煤样,与CO2变化趋势相反;二次氧化煤样的CO,CO2气体浓度和放热强度处于初次氧化原煤样和不同含水率煤样之间,从而表现出不同含水率煤样在初次氧化后,其氧化活性大于原煤样,小于初次不同含水率煤样的氧化活性。为避免水分对煤自燃的影响,应加强对煤在水分的条件下发生初次氧化后煤二次氧化自燃的检测和预防。