矸石山自燃是一种比较特殊的燃烧系统,可分为自燃孕育期、自燃发展期和自燃结束期三个类型。它与一般的火灾有很大差别,如燃烧发展过程十分缓慢而隐蔽,火区的转移靠火焰或阴燃传播,或者气流传播,易复燃等。需采用特殊的防灭火工程。
预防或熄灭自燃石山的根本途径是清除燃料、降温和隔氧。现有技术中采用的主要方法有:1.消除可燃物法;2泡沫法;3.覆土法;4.挖除火源法;5.注水法;6.注浆法等。其中注浆法被认为是有效的方法。它是在燃烧区打孔,以注浆管对深部或浅部注入固体浓度15%的含土壤的碱性浆液,依靠水的蒸发降温和物质的包裹隔氧作用,达到预防或熄灭自燃石的目的。
注浆采用的材料通常为黄土、岩叶、石、粉煤灰、尾矿等,细粒化后加水制备成浆液后,再借助机械的力量将其压入矸石山内部,让浆液渗透充填到矸石的空隙中。但是,实际操作中难度大,灭火效果远不尽人意。主要存在以下问题:
1)注浆是以重力流动性渗入封堵燃烧区近处的孔洞、间隙阻断空气和以水分蒸发降温达到灭火效果。由于浆液固体含量低,颗粒物易沉浆聚集,影响注浆到位。
2)注浆材料水分含量大,易产生大量水蒸气,煤干馏产生的可燃性气体会增加,同时会诱发更多的煤矸石氧化。
3)注浆后随着水分的蒸发,浆液骨料难以形成连续密实的封堵层,易形成漏风通道,影响隔氧效果或引发煤矸石复燃。
矸石山的自燃,有其自身特点,但本质上与煤自燃成因基本一致,吉安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,包括高温区域探测与划定,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。