Предупреждение самовозгорания породных отвалов

Основными причинами самовозгорания породных отвалов являются:

- на­личие материала, способного окисляться (самовозгораться);

- проникнове­ние кислорода воздуха вглубь массива;

- затрудненный отвод тепла из оча­га самонагревания.

В отвальной породной массе содержится много угля до 20 %, а также сернистых соединений до 12 %. Следовательно, треть всей массы отвала, иногда и больше, способна участвовать в окислительных процессах.

Основными направлениями предупреждения самовозгорания породных отвалов являются:

- снижение содержания горючих веществ в отвальной массе за счет улучшения технологии выемки угля и его обогащения;

- создание плотных воздухонепроницаемых отвалов путем послойного складирования пород, их переслаивания и уплотнения, заиливания или за­сыпки нижних пористых частей отвалов негорючими материалами.

Снижение вероятности самовозгорания может также достигаться уменьшением хими­ческой активности отвальной массы путем обработки ее ингибиторами - антипирогенами, т.е. веществами, покрывающими поверхности отвала защитными пленками.

Технологические схемы отсыпки плоских отвалов с профилактикой самовозгорания предусматривают послойную насыпку породы (рис. 3.1).

При этом способе каж­дый слой пород 2-3 месяца должен находиться в свободном соприкосновении с кислородом воздуха и, как следствие, подвергаться химическим реакциям окисления, протекающими с вы­делением тепла, которое сразу рассеивается в атмосферу. Благодаря это­му химическая активность породной массы значительно снижается. Затем каждый слой разравнивается бульдозерами и уплотняется катками, чтобы уменьшить проницаемость отвала для воздуха. С той же целью по контуру породных слоев насыпаются грунтовые или глинистые призмы.

Рис. 3.1. Формирование многоярусных отвалов с предупреждением самовозгорания пород:

1- призмы из грунта; 2 - складируемая порода; 3 – ярусы; 4 - ороситель­ная система; 5 - емкос­ти для сбора воды; 6 - проектный контур отвала

Предупреждение самовозгорания терриконов и хребтовидных отвалов осуществляется периодическим зашламовыванием их нижнего пористого пояса (1/5 высоты) породой мелких классов, смываемой с верхней и средней части отвалов, или засыпкой этого пояса негорючими материалами.

Для предотвращения распространения горения со смежного горящего отвала на закладываемый или действующий негорящий отвал на сопряжении устраивается пожарный барьер путем проиливания сопряжения гли­нистой пульпой.

Пожарный барьер может отсыпаться из негорючих материалов (глины, песка, охлажденной золы котельных установок).

Тушение породных отвалов

На каждый породный отвал, подлежащий тушению, составляется про­ект, который включает: характеристику породного отвала и сведения о составе слагающих его пород; результаты температурной съемки отвала; описание технологии работ с составлением сметы, перечня необходимого оборудования и мероприятий по технике безопасности.

Наибольшее распространение в угольной промышленности получил спо­соб тушения конических и хребтовидных породных отвалов переформированием их в отвалы плоской формы (рис.3.2).

Первой стадией тушения является смыв породы с вершины отвала гид­ромонитором с целью устройства площадки для работы бульдозера. Если породы на вершине горящие и раскаленные, то их надо предварительно охладить до температуры 150⁰ С орошением водой. Гидромонитор должен управляться дистанционно.

Следующей стадией является понижение отвала более чем на половину первоначальной высоты с помощью бульдозеров. Породы перед их перемещением должны быть охлаждены до температуры 80⁰ С.

Последней стадией является устройство обваловки горизонтальной площадки по контуру породой отвала шириной 2 м и высотой 1 м для того, чтобы образовалась чаша. После чего происходит заполнение чаши водой. При этом необходи­мо следить за уровнем воды, чтобы не прорвалась обваловка и не образо­вался водо-каменный сель, который может представлять опасность для строений и работающих по тушению отвала людей.

Отвал считается потушенным, если температура пород на глубине до 2,5 м от поверхности не превышает 80⁰ С.

Рис. 3.2. Схема тушения террикона переформированием в плоский отвал:

1 – трубопровод; 2 – гидромонитор; 3 – бульдозер; 4 – обвалованная горизонтальная площадка; 5 – породный отвал