如何控制矸石山自燃產生的二氧化硫

煤矸石是煤礦開採過程中產生的固體廢物，隨著煤炭的不斷開採，矸石日復一日地堆積起來，堆積成一座山。 矸石山不僅含有大量的煤塵，還含有FeS2等有害物質，其中FeS2氧化過程中產生的熱量導致矸石山自燃。 長期以來，煤矸石自燃產生的SO2、H2S等有害氣體和矸石粉塵對周圍環境造成嚴重汙染，破壞了當地的生態平衡，威脅著人們的健康。

1、直挖法 這種方法比較簡單，但只適用於脈石山的初期燒製。 一般用機器或高壓水槍將點燃的脈石和熱的脈石挖出，用水冷卻或讓其自然冷卻，回填或重新堆放。 早期，美國用這種方法大規模滅火，事故頻發。

2、注漿法 注漿法是我國最常用的方法，可有露天澆注、溝槽澆注和鑽井灌漿。 其中，鑽孔灌漿對大面積或深部燃燒處理和防止再燃具有理想的效果。 方法是在脈石山上布置一定數量的鑽孔，用黃土、粉煤灰、電石渣、石灰等注漿材料向火區和自熱區注入一定濃度的灌漿。

考慮到漿料受重力影響，其擴散主要在垂直方向上，難以控制其流動方向。 近年來，出現了一種將灌漿與泡沫滅火劑相結合的處理技術。 泡沫具有良好的保氧效果，既能節約用水，又在脈石空隙中具有很強的擴散能力，不會破壞漿料形成的密封帶。

3、灌溉法 水在高溫下形成蒸汽，吸收大量的汽化熱，其吸熱冷卻效果非常好，是一種優良的滅火劑。 但是，必須非常謹慎地選擇這種方法。 一方面，注水後脈石山的孔隙度增加，乾燥後脈石的反應性也會增加，難以防止其復發。

另一方面，對於深高溫熾熱的火災區域或含有黃鐵礦的火災區域，水遇到熾熱的木炭會產生大量的水氣，從而增加了爆燃的概率。 水的加入會使黃鐵礦的氧化反應更加強烈和複雜，產生的熱量和氣體將來不及釋放，導致積累並引發爆炸。 中國發生的幾起雨後矸石山事故已經證明了這一點。

4、表面密封壓實法 方法是在矸石山表面鋪設土並壓實，隔離空氣進近，排氣後將矸石山內的空氣熄滅。 表面密封壓實法可降低燃燒強度和汙染物排放率，主要用於控制矸石山的火災和汙染強度，需要及時維護。 我國煤石分層堆垛和分層壓實的方法在防止煤石山自燃方面取得了良好的效果，但其滅火效果不理想。

英國等歐洲國家主要採用這種方法來防止脈石山自燃。

5.低溫惰性氣體法 目前，美國礦業局正在對低溫惰性氣體法進行大規模的工業試驗。 方法是將液氮和固體2CO混合物注入火區，可迅速降低火區溫度，相變過程中體積可增加500倍，形成冷壓波，從注入點迅速擴散到整個區域，將低密度熱煙氣排放到地表， 同時隔絕空氣，以達到降溫滅火的目的。

從國內外工程實踐來看，灌漿法綜合措施，輔以表面密封壓實，注入泡沫滅火劑，是矸石山最成熟、最有效的自燃控制技術。 有條件的地區也可以借鑑美國礦業局的方法，採用低溫惰性氣體滅火。