煤矸石在堆放过程中由于矸石中的煤与硫铁矿氧化时放出热量,热量不能及时散发至周围环境中,在达到临界温度后,加上充分的氧气供应,矸石会进入自燃状态。
目前常用的防止煤矸石自燃的方法主要有:覆盖法、表面浇灌法和注浆法。采用黄土覆盖法对排放的煤矸石进行覆盖过程中存在的问题:一是取土困难、取土费用高,取土破坏了生态植被;二是所取黄土基本上是沙石,真正的黄土成分很少,因此对煤矸石的覆盖效果较差,不能有效地对矸石进行很好的封闭,由于封闭不严,将来会造成煤矸石漏风,空气进入煤矸石内部,引起煤矸石自燃。
注浆法是通过隔氧的作用来达到防止煤矸石自燃的目的,目前的注浆灭火技术的材料通常是黄土,结实率低,粘结性差,仍会产生大量的裂隙;而凝胶材料相对较贵,不适合在大范围的高冒区灌注,且胶体防灭火技术由于在胶体形成过程中释放出氨气,污染井下空气,危害工人健康,同时,胶体的强度较低,呈刚性,一旦被破坏就不能恢复,因此在压注完成后,遇矿压会压裂,影响堵漏风效果。
对于防治矸石山自燃应选用徐州吉安研发的MAG-Ⅰ型复合胶体防灭火材料与黄泥浆或粉煤灰浆复配使用,可以显著提高浆体浓度,减少管路堵塞几率,提高灌浆效率和灌浆质量,属灌浆增强型防灭火材料。
MAG-Ⅰ型复合胶体防灭火材料显著提升了黄泥灌浆的防灭火效果,与黄泥灌浆系统配合使用,综合效能数倍于单纯黄泥灌浆:
①固液比高,固液质量比最高可达1.5,是单纯黄泥浆固液比的7倍,显著提高注浆效率;
②保水量大,黄泥浆沉积物固水率超过50%,相比单纯黄泥浆具备更好的降温性能;
③固水性好,将易流动的常态水螯合成水凝胶,并与黄土吸附在一起,显示出良好的固水特性,在采空区可以长久保水,显著延长浆体有效期。
④热稳定性好,水凝胶和黄土形成的沉积物可以耐受℃以上的高温不坍塌,不融化。
⑤充填堵漏效果好:水凝胶和黄土形成的沉积物固含量高,粘结性好,相比单纯黄泥浆具备更好的充填性能。
⑥安全性高:与水混合反应过程不产生热量,游离水被水凝胶纤维固结并与黄土吸附在一起,遇到高温明火时不会出现急剧汽化的现象,可以杜绝水煤气爆炸的危险。
⑦产品无毒、无腐蚀性、安全环保。