[发明专利]一种预防煤矸石山自燃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山煤矸石山治理技术领域，尤其涉及一种预防煤矸石山自燃的方法。

背景技术

煤矸石是煤炭开采与加工过程中产生和排放的固体废弃物，其产量约占煤炭产量的10％～15％。近年来，随着采煤机械化程度的不断提高和煤炭分选加工产业的快速发展，煤矸石的排放量逐年增加，大量煤矸石的堆积现已形成大小数千座矸石山，占用了土地，浪费了资源，更为严重的是在空气的长期氧化作用下矸石山会发生自燃，煤矸石山的自燃不仅会产生大量的SO₂、CO、H₂S等有毒有害气体，污染大气环境，危害人民健康，更有可能引发爆炸等破坏性更大的灾害，因此采取有效措施对煤矸石山自燃的防治是十分必要的。

煤矸石山一旦自燃，灭火十分困难，常用的灭火方法有挖掘熄灭法、覆盖碾压法、浇灌灭火法和注浆灭火法等，这些方法耗资巨大，而且实施后煤矸石山复燃的可能性仍然很大，所以从环境和治理费等各方面考虑，我们应从煤矸石山自燃的预防工作做起，做到防患于未“燃”。我国针对煤矸石山的防治进行了大量工作，形成了一系列预防煤矸石山自燃的方法。煤矸分离法是将矸石中的煤块尽量分捡回收，减少矸石中饱煤含量，从而减少矸石的硫分，降低自燃系数，但其对矸石内部的易氧化成分不能有效的解除，对煤矸石的自燃只能起到一定的阻止作用；深部注入惰性气体法是将液氮、干冰(气化后注入)等注入矸石山深部，降低反应区温度，同时代替矸石山内部孔隙中的气体，该方法可以使煤矸石以较长的时间保持低温和无氧状态，但因成本太高使其应用受到了很大限制；此外还有压注阻化材料、洒水降温等方法，但都因成本高、工程量大或防治效果不理想等而难以得到广泛的推广应用，煤矸石山自燃的预防问题还有待进一步研究解决。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在问题，提出一种施工简单、安全可靠、经济高效、效果好的预防煤矸石山自燃的方法。

技术方案：为了实现上述目的，本发明的防治煤矸石山自燃的方法，包括以下步骤：

a.从煤矸石堆积成型开始，采用非接触式红外测温仪定期对煤矸石山的表面温度进行测定，及时发现温度异常情况，确定温度异常区域位置；

b.在确定的异常温度区域内与水平面成夹角α倾斜施工多个钻孔，夹角α>30゜，多个钻孔采用网格式布置方式形成钻孔群，孔间距为0.5～1.5m；

c.在施工好的多个钻孔内分别植入单向传热密封管，形成网格式吸热降温区，所述单向传热密封管的下部为吸热段，吸热段内装有液体工质，单向传热密封管的中部为绝热段，上部为散热段，散热段上安装有散热片；施工过程中，将吸热段全部埋入矸石山内部，散热段伸出钻孔全部暴露于空气中；

d.按常规对钻孔口进行密闭封孔；

e.当煤矸石内部热量积聚温度升高，与外部环境形成一定温差后，单向传热密封管在吸热段与散热段温差的作用下开始工作，吸热段内的液体工质受热不断蒸发变成气体，在压力差的作用下气体不断上升至散热段，通过散热片与周围空气进行热量交换，自身发生冷凝变成液体，在重力作用下流回单向传热密封管下部的吸热段，完成一个气液转换、热量转移的循环，周而复始，不断的将煤矸石内部热量转移至外界空气中，从而避免热量发生积聚；

f.定期利用测温仪器检测单向传热密封管的散热段温度，考察温度异常区域的降温程度和效果，直至温度异常区域达到安全温度；

g.达到安全温度后，将单向传热密封管移出钻孔，并对该钻孔进行充填封堵，以防止空气进入引发自燃；

h.对所有温度异常区都布置单向传热密封管，形成一个个网格式吸热降温区，在多个网格式吸热降温区共同作用下，实现煤矸石山自燃的预防。

有益效果：本发明针对当前煤矸石山自燃防治困难的问题，通过在煤矸石山温度异常区域布置施工网格式钻孔群，将单向传热密封管植入各个钻孔中，利用其高效的热传导性能，将煤矸石山内部的热量不断的转移至外界空气中，使热量难以发生积聚，多个单向传热密封管协同作用形成网格式吸热降温区，防止了煤矸石山内部热量的积聚，实现了温度异常区域的安全降温，在多个网格式吸热降温区共同作用下，煤矸石山内部蓄热条件被破坏，温度不断降低，有效的避免了自燃的发生，从而达到了预防煤矸石山的自燃的目的。本发明散热高效，降温显著，预防效果出色；只对温度异常区域实施降温，施工简单，工程量小；单向传热密封管安全可靠，基本不需维护，同时单向传热密封管可实现循环再利用，极大的降低了经济成本。其施工简单、安全可靠、经济高效、效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。

附图说明