煤矸石山自燃的原因是什么？

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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。早些年，由于煤矿粗放发展，采用的排矸方式为最直接的自然倾泻堆积，极易发生自燃情况，产生了大量的SO2和CO与浓烟，不仅影响了排矸工人的身体健康，严重者甚至发生了中毒现象，同时导致周边村落农作物大面积死亡，严重影响煤矿与周边村庄之间的关系。

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。

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。

治理煤矸石自燃，可以向矸石山灌注徐州吉安研发的普瑞特防灭火材料，该材料集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对矸石山的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。

煤矸石山自燃是一个复杂的物理化学过程，采取合理的措施预防和治理矸石山自燃是关键。返回搜狐，查看更多

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