❶ 国内外自燃煤矸石山常用灭火技术简介
如前所述,煤矸石山自燃取决于供氧条件,而供氧通道是由煤矸石之间的孔隙和孔道形成的,由此向煤矸石山内部补给新鲜氧气。在煤矸石山内部,利于氧化反应生成热的积聚,所以燃烧首先在这里开始,且发展过程十分缓慢而隐蔽。在煤矸石山自燃的初期阶段,燃烧涉及的矸石数量很少,燃烧强度不大,释放热量很少,自燃区温度也不高,处于缓慢引燃状态,时间较长。因此,煤矸石山自燃的早期发现和自燃区的准确定位都很困难。
自燃煤矸石山的治理技术可分为防与治两个方面。在如何防止煤矸石山发生自燃方面,国外主要产煤国家如前苏联及美国积累了较多经验,国内煤矸石山灭火技术的研究及实践起步较晚。据报道,美国治理的成功率不到50%,而我国更低。到目前为止,还没有一种成功庆蚂的经验和很成功的实例。多数是前期成功,后期失败,治理几年后又发生复燃的现象频频出现。
我国在煤矸石山灭火技术方面也进行了长期的探索,起初使用清水浇灌灭火法,现在证明其不但不能灭火,而且会引起更严重的问题。自燃较严重的矸石山,少量水进入后,形成蒸汽,与炽热煤矸石发生水煤气反映,产生氢气。氢气的爆炸危险性远大于一氧化碳,爆炸下限低,引燃火源要求低,发生爆炸事故可能性大。另外,水在矸石山内部无法控制其流向,不能保证所有火区都被水熄灭。由于水的作用增加了矸石山内部的孔隙率,通气性能大为提高。只要停止浇灌,残余的火区在充足氧供应条件下很快复燃并发展。所以,灭火实践的一个教训是不宜也不能采用清水浇灌法灭火。
国内外煤矸石山的灭火方法主要有火源挖除冷却法、注浆法、覆盖法、控制燃烧法、泡沫(凝胶)法、低温惰性气体法等。这些灭火方法都各有其优势和使用范围,也均存在一定的局限性。
一、挖除冷却法
自燃火区挖除冷却法是最简单的一种方法,国外许多煤矿曾经采用过,国内煤矿也曾经实验应用。煤矸石作为维持燃烧能力非常低的可燃物,只要破坏自燃火区的保温能力,就能够迅速向环境释放热量,本身失去反应放热和向环境散热平衡的条件,温度迅速降低,火区逐渐熄灭。这种方法最大的缺点是安全问题,美国曾经发生过数次伤亡事故,被揭开的矸石山有大量空气进入,容易造成内部可燃气体达到爆炸限,引起爆炸。高温状态下的煤矸石也促使操作条件十分恶劣,人和设备损害严重。其次是这种方法灭火的彻底性存在问题,灭火后还可能在当地复燃。这种方法实际上只适用矸石山自热初期阶段,而大多数矸石山缺乏对矸石山热状态的监测能力,该方法没有得到推广。
二、注浆法
注浆法是目前国内外广泛采用的灭火技术。注浆法通过降温与隔氧两方面的共同作用来达到灭火的目的。按照浆液注入的深度差异分为表层喷浆法和深部注浆法。表层喷浆法一般将浆液喷洒在煤矸石山表层或挖坑开沟,在坑、沟内灌入石灰浆。深部注浆法的工艺过程是:先将灭火材料制成一定浓度的浆液,再在煤矸石山着火区布置一系列钻孔,然后用注浆泵将灭火浆液注入煤矸石山内部。灭火浆液接触到高温煤矸石后,浆液中的水分急剧蒸发,带走大量热量,使煤矸石降温;浆液中的固体物质则包裹在煤矸石表面,或充填在煤矸石间的缝隙中,起到阻隔空气的作用;若注浆材料中含有石灰等碱性物质,还可吸收部分煤矸石燃烧释放出的SO2、SO3等气体,有助于减轻自燃煤矸石山的污染程度,而且石灰与SO2、SO3作用生成的亚硫酸钙与硫酸钙也有一定的隔氧作用;同时,煤矸石山内部环境从酸性变成碱性,抑制了硫杆菌类细菌的生长,这样可大大减小黄铁矿的氧化速率,减小煤矸石山发生自燃的可能性。
该方法的最大优点是可以使燃烧的煤矸石迅速降温,并有较好的隔氧效果。俄罗斯、美国、乌克兰、捷克等国家对这种灭火方法评价较高。各国注浆灭火的工艺相差不多。在顿巴斯矿业公司,采取的方法是将5%的稀誉指埋石灰乳用喷射器注入煤矸石堆2.5~3m的深处。顿涅克工学院提出的方法是在注浆逗袭孔旁布置一抽气管,在注浆的同时用真空泵抽气,使煤矸石山内部的局部区域产生一个负压,有利于浆液的渗透。捷克学者提出,在煤矸石斜坡上布置钻孔应遵循以下原则:下水平钻孔的上端位置应高于上水平钻孔的下端位置,这样可减少空气渗入煤矸石山内部(图4-1)。
为了将浆液注入更深的煤矸石山内部,目前广泛采取的是煤科院杭州环保所提出的深部注浆灭火技术。深部注浆法通过钻孔将浆液注入煤矸石山内部,灭火效果较好。但深部注浆法的缺点是在火区钻孔比较困难。矸石山着火主要发生在斜坡部分,一些大型矸石山的斜坡长度往往超过百米。矸石山大面积燃烧发生后,要进入火区作业相当因难,有害气体浓度及环境温度都很高,还要防止上方的滚石伤人,作业人员有一定的危险性。
图4-1 煤矸石山斜坡钻孔布置图
三、覆盖包被法
覆盖包被法就是在煤矸石山表面覆盖黄土、粉煤灰等惰性物质,来隔绝空气防治自燃。这种方法比较经济,是国内外广泛采用的一种方法。也可以选用适当的不燃材料或阻燃材料将矸石堆燃烧的地方包裹起来,使之与空气隔离,因缺氧而熄灭。用作包裹覆盖的材料,有磨细的石灰石粉、污泥和黄土、粘土、水泥窑的废料等,这些材料价格比较便宜,可就地取材。对于已发生自燃的煤矸石山,若煤矸石的温度过高,在高温的影响下,原先已覆盖压实的表土层会慢慢变干并产生裂缝,最终导致封闭失效,必须注意养护。采用聚氨酯泡沫作包裹材料,包裹严密,不会出现裂隙,但事先必须对矸石堆喷水冷却,使煤矸石温度在着火点以下,但这种材料价格较高,在大面积灭火中难以推广。
目前覆盖包被法主要用于控制煤矸石山火势,其灭火关键是必须将覆土压实,同时覆土前矸石须经一定程度的冷却。阳煤集团及汾西的水峪煤矿、晋城的古书院煤矿、沈阳的彩屯煤矿等都曾采用此法进行大面积或局部的煤矸石山灭火。
四、控制燃烧法
该方法最早于1980年提出,并于1983年申请了专利。美国在西弗吉尼亚州一座煤矸石山上进行了控制燃烧法的工业性试验,其基本设想是让煤矸石山在受控条件下燃烧,燃烧产生的烟气经处理后排放,产生的热量则加以利用。煤矸石山的规模约为9000t,计划用9个月时间烧完,产生1.2×108kJ热量。试验前在煤矸石山底部水平方向上设置了长43m、直径0.09m的不锈钢燃烧管以及15m长的多孔集气管。在试验风机工作1600小时后,燃烧管因受高温及抽气负压的双重作用而毁坏,试验到此中止,估计燃烧矸石700t,产生热量8.6×106kJ(图4-2)。
这种方法存在的主要问题是,即使通过风机抽气强迫供氧,煤矸石山仍处于不完全燃烧状态。烟气中含有大量的SO2、CO和H2S等有毒有害气体,需要进行二次燃烧及其他处理方法加以净化。另外烟气温度高,腐蚀性大,设备尤其是管道的埋设与防腐处理成本高,难度大。
图4-2 控制燃烧法工艺流程图
五、泡沫法
泡沫法是向火区灌注泡沫灭火剂,用来隔绝氧气与吸收热量,降低煤矸石温度,以达到灭火的目的。与普通注浆法相比,泡沫作为水的一种输送形式,可以使水较长时间保持在煤矸石空隙中,而不会很快从煤矸石缝隙中流走。因此与注水法相比有更好的降温隔氧效果。
泡沫主要由水、发泡剂组成。发泡剂的发泡倍数高,可以很快充满煤矸石间空隙,但这样的泡沫很易破裂。发泡倍数低的泡沫虽然持久力较强,可不一定能充填满空隙。一般应选择中等发泡倍数的发泡剂,并加入增稠剂或凝胶类物质以提高泡沫的稳定性。
美国用这种方法在小型工业性试验中取得了成功,但煤矸石山是露天堆放,在风吹雨淋下,如何保持煤矸石缝隙间泡沫的长期稳定性,仍是一个难题。西安矿院在小型煤堆上尝试了凝胶法灭火,与浇水法相比,凝胶可以更长时间密封喷洒区,效果明显,但在高温作用下凝胶发生脱水现象,影响灭火效果。
六、低温惰性气体法
低温惰性气体法是向火区注入液氮、液态二氧化碳等惰性气体,利用其气化时巨大的吸热作用,使煤矸石山快速降温,同时残存在煤矸石山空隙中的惰性气体也可起到隔绝氧气的作用。低温惰性气体注入煤矸石山后,在液态变成气态的过程中吸收大量热量,同时体积急剧膨胀,形成一个冷压力波,然后迅速从注入源扩散,从而低密度热烟气被排挤上升至地表,同时起到隔绝新鲜空气进入矸山的作用,达到灭火降温双重目的,使火区在一段相当长时间内保持低温,使煤矸石山内部着火点冷却至临界温度以下。实践表明,该方法单用液氮或固体二氧化碳不如二者混合使用效果好,因为混合物输送容易,相对成本较低。通过现场试验,采用低温惰性气体法灭火,成本和传统注浆灭火方法相当,但注浆法的灭火浆液受重力的影响,主要是向下方渗透,而这种冷态气体的扩散不受重力影响,作用范围更大,效果更均匀。
在一定条件下低温惰性气体法可以与注浆法结合使用效果可能更好。我国平煤集团公司四矿采用的灭火方法是利用CO2灭火降温,再与灌浆法相结合进行综合治理,取得了较好的效果。首先利用煤矿井下灭火专用的KY-360型CO2发生器制造CO2气体,在矸石山自燃点利用自制的专用打眼设备进行人工打眼,将CO2气体注入,最后采取灌浆法处理,使着火源隔绝空气,巩固灭火成果。
美国用此法进行了小型试验,在温度约为100℃的煤堆(l5.3m3)中以0.38 m3/h的速率注入了5t的液氮,在注浆点附近数分钟后温度即降到了-68℃,煤堆的最低温度降到了-170℃,一个月后才恢复到-20℃。这种方法的降温效果无疑是非常好的,但冷却煤矸石需大量的惰性气体,气源及灭火成本是这种方法的主要问题。目前美国许多矿区正进行大规模的工业性试验。
七、煤矸石山自燃阻化剂的阻化
为了防治矸石山的自燃和改善矿区环境质量,揭示和研究矸石山煤矸石自燃阻化剂的阻化作用机理,寻求高效的煤矸石山自燃阻化剂,近年来研究发现带有吸附基团的高聚物和表面活性剂组成的聚合物乳液对煤矸石自燃具有较好的阻化作用。该研究成果对矸石山煤矸石自燃治理具有一定的指导意义。由高聚物和表面活性剂组成的聚合物乳液,由于带有吸附基团的高聚物形成多点吸附阻止氧气与煤矸石表面接触,而表面活性剂由于其具有亲水和亲油两种基团,所以其亲油基团与煤矸石接触、亲水基团则伸向空气,使得煤矸石获得亲水性,其乳液在煤矸石表面形成一层水膜,阻止了空气与煤矸石的接触,起到阻化的作用;带有NH4+基团的高聚物阻化剂具有在高温下释放NH3气的作用,所释放的NH3气可以阻止矸石山煤矸石与空气中的氧气接触,有利于防止自燃的作用。带有吸附基团的高聚物和表面活性剂组成的高聚物乳液自燃阻化剂可防止煤矸石的氧化放热,从而达到预防煤矸石山自燃的目的,但这种方法的成本较高。
综合上述分析,归纳曾经使用和现有自燃煤矸石山灭火方法,以及其应用前景和适用条件列于表4-1。
表4-1 自燃煤矸石山灭火方法及发展前景
续表
❷ 煤矸石含油率
不高于1.5%。根据煤矸石介绍得知,该石的含油率最高不能超过并仔1.5%,含水率小于16%、含硫不高于0.5%,拍腊塑性6-9,氧化钙小于5%。出油率是指油菜籽、大豆等油料植物榨取油料时每袭蔽滑份油料植物榨取的油料数量。
❸ 砖厂燃烧使用煤矸石会不会产生氯化氢气体
晚上好,煤矸石在燃烧氧化过程中一般不会有氯化氢生成,但有培正蠢可能因含硫和品相不好有二氧化配陪硫和硫化氢等副产物出现,冷清型却溶于水后成为酸雨对人体皮肤和金属工件表面有一定腐蚀力。石油和焦炭通常都不含有游离氯。
❹ 煤矸石的用途
1 煤矸石代替燃料:化纯蚂码铁;烧锅炉;烧石灰;回收煤炭。
2 生产水泥:生产普通硅酸盐水泥;生产特种水泥;生产无熟料水泥。
3 生产建筑材料:煤矸石烧结砖,质量较好,颜色均匀;煤矸石生产做哪轻骨料,轻骨料是为了较少混凝土的相对密度,而选用的一类多孔骨料;生产煤矸石棉,以煤矸石和石灰为原料,经高温融化,喷吹而成的一种建筑材料。
4 生产化工产品:制结晶三氯化铝,以煤矸石和化工工业副产盐酸为主要原料,经过破碎、培烧、磨碎、酸浸、沉淀、浓缩结晶和脱水等生产工艺而制成,是一种新型的净水剂;制水玻璃;生产硫酸铵,煤物衡矸石内的硫化铁在高温下生产SO2,再氧化而生产SO3,遇水生产硫酸,并与氨的化合物生产硫酸铵。
煤矸石的原矿粒度较大,其中黄铁矿主要以结核体、块状、粒状等宏观形态为主,矿物之间呈细粒浸染状,洗矸中的黄铁矿以块状、脉状、结核状及星散状四种形态存在,而硅质煤矸石的宏观形态呈黑色隐晶质结构,矿物构造为纹层状和块状。
(4)煤矸石油气味怎么回事扩展阅读:
煤矸石的发热量是指单位质量的煤矸石在一定条件下完全燃烧所能释放出的能量,通常其发热量随碳质量分数和挥发分的增加而增加,随灰分的增加而减小。
我国煤矸石的发热量多在6300kJ/kg以下,热值高于6300kJ/kg的煤矸石仅占10%左右。
煤矸石的熔融性是指煤矸石在一定条件下加热,随着温度升高产生软化、熔化的现象。我国煤矸石灰分中SiO2、Al2O3含量普遍较高,因此煤矸石的灰熔点(在规定条件下测得的引起煤矸石变形、软化和流动的温度)相当高,最低为1050℃,最高可达1800℃左右。
鉴于此特性,煤矸石可用作耐火材料。另外,煤矸石还有一定的膨胀性、可塑性、收缩性,具有一定的硬度和强度。
煤矸石中复杂的化学组分经不同的处理工艺和释放机制导致煤矸石中的有害杂质对周边土壤、水环境或生态环境产生不利影响。通过分析煤矸石样品中重金属的释放、迁移活性,并利用潜在风险评估法分析矸石山周边潜在的生态风险。
研究发现煤矸石样品中重金属的主要形态为残渣态,且不易发生迁移转化,但是少量的酸溶态、结合态重金属在受到降雨喷淋或长期处于潮湿状态后由于迁移转化加快从而容易造成重金属污染。
❺ 煤矸石山自燃的特征及防治措施
一、煤矸石山自燃的特征
煤矸石山由大量颗粒状煤矸石堆积而成,根据其堆积形状、煤矸石粒级等特点,煤矸石山自燃具有如下特点。
1.迟滞自燃、燃烧时间长、容易复燃、燃烧面积大
阳泉一矿、二矿、三矿、四矿的自燃煤矸石山,仅“八五”期间,共投入1270万元进行灭火治理,当时治理效果很好,但日后局部坡面仍出现二次复燃,一般灭火后半年内出现复燃的情况较多,也有灭火后2个月内开始复燃的。所以。阳煤集团的绝大多数煤矸石山表现为易复燃的特征。
例如,阳泉三矿280矸石山是25年前堆积的,现已成为二矿的工业广场,周围是居民区。该煤矸石山于1995年底发现自燃,且自燃速度很快,自燃面积很广,造成巨大损失,不得不搬迁居民区,改建工业广场。通过分析认为,该矸石山表面经长年风化,其表层的可燃物已很少,但矸石山内部和底部逐渐形成了供氧氧化条件和易于积聚热量的环境,是典型的迟滞自燃型,其特点是自燃过程放指基搏出的有毒有害气体少,不易被人发觉,当人们发觉煤矸石山发生自燃后,其火势发展已难以有效控制。
2.煤矸石山自然堆积结构疏松,透气性好
阳泉矿区煤矸石山大多数是根据矿区的地理情况自然堆积而成,从而造成矸石山结构疏松,并且由于长期雨水的侵泡、淋溶和自燃造成矸石山表面下层结构疏松。因此造成表面大片的矸石山下沉和边坡的坍塌、滑坡,从而形成许多透气性好的大的自然裂缝。
3.煤矸石含硫量高
煤矸石中硫化铁的含量很高,大量的硫化铁氧化燃烧并蓄热导致燃烧中心温度很高,高温对煤矸石山自燃的蔓延有决定性作用。
4.自燃煤矸石山具有一般大体积多孔床燃烧的特性
(1)煤矸石山燃烧区的扩展方向
煤矸石山自燃或外因引燃后,多孔床内存在燃烧区、燃尽区、预热区和非燃烧区。最高温度位于燃烧区内,随着燃烧带不断转移和扩展,更多的可燃物燃烧并放出更多热量,使煤矸石山燃烧强度不断增加,燃尽区不断扩大,一般情况下,燃烧区总是向新鲜锋毕空气进入方向扩展。
(2)煤矸石山燃烧产物毒性大
煤矸石山的氧化或放热速度不是由化学反应控制,而是受供氧速度的限制,由于内部燃烧许多情况下处于阴燃状态,燃烧不完全,所以燃烧产物毒性比较大。
(3)煤矸石山燃烧带的位置
燃烧带的位置取决于煤矸石山产热和散热速率之间的平衡,只有产热速率等于或大于散热速度时,燃烧才会维持并蔓延。
(4)煤矸石山深部氧气的供应
煤矸石山深部氧气的供应,或靠分子扩散,或靠空气对流,后者可能是由于内部温度分布不均引起的热对流或由地面风场引起的动力对流,而煤矸石山内部热量的散失,或靠唯祥传热,或靠空气对流。
(5)煤矸石山自燃温度和空气流动分布不均
煤矸石成分比较复杂,包括可燃物质和惰性物质。由于煤矸石粒度大小等不均匀,造成自热速度、温度分布、空气流动速度,以及自燃发生时间和自燃后燃烧强度分布不均匀,也导致温度和空气流动分布不均匀。
5.煤矸石山又有不同于其他多孔床的一些燃烧特性
燃烧的发展过程十分缓慢而隐蔽,燃烧带厚度比其他多孔床如自燃煤堆大,燃烧强度相对较低;由于煤矸石及其燃烧产物隔热性能良好,空气在空隙中流动速度很低,使得煤矸石山燃烧区域在初期呈不连续且这种状态可能保持较长时间;燃烧火区的转移和扩大主要靠火焰或阴燃传播以及热气流传播等;煤矸石山深部残留煤的自热过程,是矸石山自燃的主要原因,如果局部范围煤矸石温度仍高于煤矸石山自燃的临界温度,一定时期后经灭火治理的煤矸石山仍会复燃;煤矸石的矿物成分和化学成分非常复杂,其中可燃物质主要是由C、H、S等组成的物质,如硫化物、油页岩、碳质沉积物、残存煤和杂物等,由于煤矸石的堆积模式,煤矸石燃烧一般是在供氧量不足情况下进行的,属于不完全燃烧。
上述的煤矸石山自燃特点给灭火工作带来如下问题:煤矸石山自燃的早期发现比较困难,从而增加了灭火工作量;煤矸石山自燃区的位置诊断比较困难,容易遗漏火区,或盲目扩大灭火范围;大范围着火的煤矸石山,彻底灭火困难,而复燃的可能性也比较大。
二、防治煤矸石山自燃的措施
从阳泉矿区自燃煤矸石山调查发现,其自燃主要是由于煤矸石中含有较高的硫铁矿和可燃性物质。硫铁矿氧化放出并积聚热量,引燃可燃物;加之煤矸石自然堆积,煤矸石间孔隙和通道为空气流通(供氧)提供了条件。所以治理自燃煤矸石山重点应是降温、固硫和隔氧。
1.尽量减少煤矸石中的可燃物,如煤、硫铁矿及炭质岩等
煤矸石在常温条件下与空气中的氧气有良好的结合能力,主要原因是煤矸石中含有可燃物质——主要有煤、硫铁矿及炭质岩。为使煤矸石山不发生自燃,从煤矸石中回收煤炭、硫铁矿等是较为可行的办法。
煤矸石中回收煤炭的方法可分干法与湿法两种。干法相当简单,它是根据煤矸石中含煤量及粒度组成的特点,选择合适孔径的筛子进行筛分,筛分出来的成分热值相对较高,可作为动力用煤。国内也有不少煤矿采用人工拣选的方法从矸石中回收煤炭。一种湿法生产系统与重力选煤法相同,采用重介质分选机及跳汰机进行分选,只不过它处理的对象是煤矸石。我国目前建立专门的矸石洗选厂还很少,而美国、英国、比利时等国家利用这种方法已取得较好的效益。另一种湿法生产系统要比前一种简单,它的主要设备是水力旋流器。粉碎到一定粒度的矸石进入水力旋流器后,借助于离心力,密度小的煤炭从上方排出,而密度较大的矸石则从下面流出。美国、波兰等国都建立了这样的煤矸石洗选厂,同样取得了较好的经济效益。
由于清除或回收煤矸石中的可燃物,使煤矸石灰分提高到90%以上,也可达到同样的防火效果。但上述清除煤矸石中的可燃物的办法,根据我国国情和阳煤集团每年排放700×104t煤矸石的实际状况是难以实现的。因此根据各矿的情况,可以采用干法、湿法或人工手选的办法做一些可行的工作,以减少可燃物的含量。
阳煤集团五矿所排放的煤矸石中,粒径小于13mm的煤矸石,其发热量为11.3MJ/kg左右,正好符合沸腾炉用燃料的热值标准。为了进一步利用煤矸石资源,同时也作为煤矸石山的一项防火措施,于1997年8月起在煤矸石山上设置了一套干法分选煤矸石系统,用孔径为12~14mm的振动筛来分选煤矸石。该方法在有条件的地方可继续采用,这既有利于开展对煤矸石的综合利用,又是节约能源的一种方法,经济效益显着,同时对防止煤矸石山的自燃和复燃均具有较好的作用。
2.固硫
煤矸石中硫铁矿的氧化放热是煤矸石自燃的一个重要因素,因此抑制硫铁矿的氧化可以有效控制煤矸石的升温和自燃。硫铁矿氧化包括化学氧化和微生物的催化氧化。抑制硫铁矿化学氧化可以通过添加化学材料使得煤矸石表面生成包被层起到抑制氧化的作用;硫铁矿的微生物的催化氧化使氧化速率提高了106倍,为此控制微生物催化氧化成为抑制硫铁矿氧化的关键。目前国内外许多学者进行了大量研究并筛选出许多化学材料用来杀灭氧化亚铁硫杆菌,进而抑制煤矸石中硫化铁的氧化。
3.设计新的排矸方式,降低矸石山坡度和高度,设法隔氧,抑制氧化
我国传统的排放煤矸石方式一般是先将煤矸石拉到矸山的最高处,然后倾倒并使其自然滚落。这种方式的优点是排矸系统比较简单省事,但由于矸石间空隙大,排矸坡面推进速度慢,因而极易造成自燃。研究表明,煤矸石山的堆积高度低于临界高度则不会发生自燃,可采用分层堆积(并压实)的方式,保证每层煤矸石的堆积高度小于其临界高度(如5m),同时降低煤矸石山斜坡的坡度,以降低安息角,从而防止煤矸石山自燃。
国外采用“分层压实、覆土封闭”的排矸方式,收到了非常好的效果。
(1)前苏联顿涅茨矿井设计研究院的做法
将矸石用推土机推至预定的排矸场,推平压实或振动夯实。一般是每铺0.2~0.3m厚就压实一次,尽量减少矸石的空隙率。在矸石堆的边缘和斜坡上用粘土或粉煤灰等惰性材料覆盖并压实,特别是矸石堆的坡底处,大块矸石多,空隙率大,应特别覆盖好并夯实,使矸石覆盖层与地面的接触处形成紧密的统一体。当矸石堆或阶梯式的平台(一般每个平台宽6m,高12m)达到一定的高度停止使用时,在其表面也覆盖一层惰性材料并夯实,这样整个煤矸石堆就形成了一个封闭体。惰性材料覆盖层的厚度一般为30~50cm。通过改变矸石山供氧蓄热条件,也可达到防止矸石自燃的目的。通过对矸石山供氧机理的分析、最小临界风速的确定、矸石与黄土渗透率的测试,可以知道,只要减小矸石的渗透率,使得在自然条件下,矸石山内部的空气流动速度小于临界流速即可防止自燃。为了防止雨水冲垮覆盖层,在阶梯平台上必须设立排水沟,平面堆积的矸石山则采用自然坡度排水。实践证明这种堆积方式是极其有效的。
(2)美国采用的分层堆置法
将矸石用推土机推平、压实。每5m厚的矸石层上覆盖50cm厚的填土,这样一层矸石、一层土交替堆置。矸石堆的边坡也覆盖土壤。随着矸石堆的增高,在已覆盖的边坡种植植物,最后矸石堆的顶面也用土覆盖,并植被作为保护层。在雨水多的区域,矸石堆必须设排水沟。
为了防止煤矸石山发生自燃,阳煤集团通过实践,采用了一套科学的排矸方法,并总结出十六字新煤矸石排放工艺:“自下而上,分层排放,缩小凌空,周边覆盖”,收到了很好的效果。
4.降低煤矸石山的温度
煤矸石山之所以能够自燃,主要是因为煤矸石中的可燃物氧化自热,热量积累,使煤矸石山的温度上升,当温度上升到煤等可燃物的加速氧化临界温度后,煤矸石的温度快速上升,达到煤等可燃物的燃点后,煤矸石山开始自燃。由此可知,可通过测量煤矸石山内部的温度,在煤矸石的温度达到其加速氧化的临界温度之前采用冷却法、灌浆封闭法、低温惰性气体法等方法降低煤矸石的温度,以防止其自燃。这与自燃后再治理相比可大大降低治理成本。
5.尽量防止水浸入煤矸石山
适宜的水分含量可以加快煤矸石中煤和黄铁矿的氧化速率,降低了煤等可燃物质的着火点,对煤矸山自燃起了重要的促进作用。因此通过修建排水沟渠将水排出煤矸石山,成为有效抑制煤矸石自燃的辅助措施之一。
❻ 700大卡热量的煤矸石
700大卡搏宴热量的煤矸石的热量来源主要是碳水化胡银祥合物,其中碳的含量约为85%,氢的含量约为4%,氧的含量约为11%。煤矸石的热量主要来源于碳水化合物的燃烧,热量的大小取决于碳水化合物的种类和含量。煤矸石的热量值约为7000大卡/公斤,裤搏这意味着每公斤煤矸石可以产生7000大卡的热量。
❼ 煤、石油的开采和利用对环境造成了哪些恶劣影响
煤、石油的开采,对环境造成了恶劣影响.
一、对土地的毁坏
采煤、采油,都要占用、浪费大量的土地资源.
采煤的矿渣、煤矸石,采油的钻台、设备,占地是自身设备的几十倍,对土地的毁坏是不可逆的.
二、地下水的破坏
造成地下水位降低,水质变差,污染.
三、地面下沉
山体滑坡、地震的可能性大大增加.地面建筑倒塌的危险大大增加.
四、能源问题
煤和石油都是不可再生能源.
❽ 煤矸石有哪些危害
煤矿经过多年开采,废弃的煤矸石堆积如山。20世纪50年代以来,由于采掘机械化的发展和煤层开采条件的逐渐恶化,煤矿排出的矸石大量增加。我国煤炭系统多年来积存下来的煤矸石达10亿吨备举以上,丛激现在每年还要排放出近1亿吨,其中洗矸约1500多万吨。
煤矸石的堆积不但占用大量土地,而且煤矸石中所含的硫化物散发后会污染大气和水源,造成严重的后果。煤矸石中所含的黄铁矿(FeS2)易被空气氧化,放出的热量可以促使煤矸石中所含煤炭风化以至自燃。煤矸石燃烧时散发出难闻的气味和有害的烟雾,使附近居民慢性气管炎和气喘病患者增多,周围树木落叶,庄稼减产。煤矸石山受雨水冲刷,常使附近河流的河床淤积,河水受到污染。国外曾发生一起煤矸石堆滑坡事故,以致埋没了山谷渗滚袜下的一所小学校,造成多人伤亡事故。因此,解决煤矸石的处理和利用问题,也是煤矿开采和环境保护部门的重要课题。
❾ 用煤矸石提炼煤干油汽车能烧吗
不能。
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2,另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。煤伴生废石是矿业固体废物的一种,是在掘进态宏、开采和洗煤过程中排出的固体废物。是矿业固体废物的一种,包括洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。是碳质、泥质和砂质页岩的混合物,具有低发热值。含碳20%~30%,有些含腐殖酸。中国历年已积存煤矸石贺乎约1000Mt,并且每年仍继续排放约100Mt,不仅堆积占地,而且还能自燃污染空气或引起火灾。煤矸石主要被用禅闭悉于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料,此外还可用于回收煤炭,煤与矸石混烧发电,制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品以及提取贵重稀有金属,也可作肥料。