一种矸石防自燃处理方法
技术领域
本发明涉及矸石处理技术领域，具体为一种矸石防自燃处理方法。
背景技术
矸石是采煤过程和洗选过程中排出的矿业固体排放物，是一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。矸石山是煤矿和选煤厂集中堆置矸石的场所，矸石山的固体废物包括剥离矸石、煤巷矸石、岩巷矸石、手选矸石、选煤厂尾矿等。
在我国每年矸石的排放量约占煤炭年产量的15%～20%，矸石积存数量大约有45亿吨，并且矸石数量呈现出逐年递增的趋势。我国煤矿生产过程中，会产生大量由矸石堆积形成的山。矸石长期露天堆放，再加上矸石之中包含有很多的残煤、碎木屑以及煤质泥岩等，若得不到及时有效治理，就会与空气接触发生氧化反应后会释放出热量，随之矸石温度会逐渐升高。当温度升高至矸石及可燃物燃点(300℃～350℃)后，就会发生自燃现象。矸石山自燃治理和综合防治已成为困扰煤炭企业发展的一个难题。我国目前有大小数千座矸石山，雨水对矸石山的冲刷容易汇集矸石细粒形成大量淤泥，污染水源，而且其中的硫氧化后与淋溶水形成酸，又将矸石中其他的有毒有害元素溶出，污染周围土壤及水体，其中约25%-30%的矸石山正在燃烧，自燃的矸石山在雨后可能发生爆喷，同时引起大量矸石崩落，造成矿山设施严重破坏或者人员伤亡;故矸石山自燃严重破坏了矿区的生态环境，并对安全生产造成了巨大的威胁，若等矸石山燃烧起来再进行处理的话，处理起来特别困难而且耗费的人力财力成本巨大，对环境的影响也特别大，故在原煤洗选过程中对矸石的前期处理十分重要。目前的矸石山往往通过注浆的方法进行预防矸石自燃，灭火材料往往采用黄土注浆、石灰水注浆或黄土和石灰按一定的比例混合加水进行注浆，也有部分采用凝胶类材料、泡沫灭火材料、高分子灭火材料。黄土、石灰水等注浆存在效果差，浆液流失严重，同时存在水煤气爆炸的危险，再加上黄土资源的匮乏，黄土灌浆受到了极大的限制;另外几种材料效果优于黄土、石灰水注浆，但矸石山面积大、深度深，需要量较大，再加上高分子类材料售价较高，一般为3000～4000元/吨，因此存在治理经济成本高的问题。
发明内容
本发明旨在解决如何提供一种对矸石进行防自燃处理的方法的技术问题，提供了一种矸石防自燃处理方法。
本发明解决其技术问题采用的技术手段是：一种矸石防自燃处理方法，包括以下步骤：
S1：先对原煤进行精煤与矸石的筛选处理;
S2：将步骤S1筛选的矸石筛分为粒度小于6mm的矸石、粒度为13mm以上的矸石以及粒度在6mm-13mm之间的矸石;
S3：将粒度小于6mm的矸石和粒度大于13mm的矸石均进行包裹防自燃浆料处理，防自燃浆料是由粉煤灰和水制成的，其中防自燃浆料的含水量为55%-75%;将粒度在6mm-13mm之间的矸石继续粉碎处理成粒度小于6mm的矸石，然后将粉碎之后的矸石进行包裹防自燃浆料处理;
S4：将包裹处理之后的矸石运至矸石山堆放。
矸石的颗粒平均有效直径在6-13mm时，矸石山具有最好的氧化升温及蓄热条件，产生自燃的可能性最大。故本发明中将矸石的粒度分为粒度小于6mm的矸石、粒度为13mm以上的矸石以及粒度在6mm-13mm之间的矸石，然后将粒度在6mm-13mm之间的矸石继续进行粉碎处理，粉碎成小于6mm的矸石，从而在根源上破坏了矸石的颗粒平均有效直径在6 mm-13mm时，矸石山具有最好的氧化升温及蓄热的条件，进而有效的降低了矸石山的自燃可能性;本发明中还利用粉煤灰和水制作防自燃浆料，为了保证防自燃浆料对矸石有效包裹，故防自燃浆料的含水量控制在为55%-75%之间;对粒度小于6mm的矸石和粒度大于13mm的矸石进行防自燃浆料包裹处理，粉煤灰可用作较好的防自燃材料，而且粉煤灰中钙、镁、钾、钠等碱性物质的含量较高，一般呈碱性。矸石中一般都含有硫铁矿类岩石，因此，大多数矸石山为酸性环境。酸性环境促进了硫酸杆菌等的生长，硫酸杆菌生长放热，从而加速了矸石山自燃。粉煤灰能中和矸石山的酸性环境，抑制硫酸杆菌的生长，降低矸石山的可燃性;从另一方面讲，由粉煤灰浆料制成的防自燃浆料包裹在矸石外能吸收矸石自燃产生的酸性有毒有害气体(硫化氢)，减少有害气体释放量，同时该反应生成的碳酸钙以及硫酸钙亦可包裹矸石，形成附着层，进一步使矸石山更加稳定、不易燃，间接保护了土壤、空气和水体。故利用粉煤灰制成浆料包裹矸石来防止矸石山自燃能够达到非常好的治理效果，而且还使粉煤灰得到了有效利用，实现了固废回收再利用，粉煤灰的成本低，降低了矸石防自燃处理的成本，使得矸石和粉煤灰同时削减，科学利用，变相为企业减轻负担。
优选的，所述防自燃浆料中还包括碱性介质材料，且粉煤灰的含量占粉煤灰和碱性介质材料总量的50%以上。在防自燃浆料中增加碱性介质材料是为了增加其碱性，使防自燃浆料能与矸石中的释放的有害气体充分发生反应，形成更多的碳酸钙以及硫酸钙等包裹矸石，进一步增强防阻燃效果。具体实施中，防自燃浆料中粉煤灰和碱性介质材料的质量比为10:1时，在保证防自燃效果较好的情况下成本也较低。
优选的，碱性介质材料为氢氧化钙或氢氧化钠。氢氧化钙或氢氧化钠均为强碱类物质，而且成本较低。
本发明的有益效果是：本发明是从源头对矸石进行治理，利用粉煤灰制成浆料包裹矸石来防止矸石山自燃能够达到非常好的治理效果，而且还使粉煤灰得到了有效利用，实现了固废回收再利用，粉煤灰的成本低，降低了矸石防自燃处理的成本，使得矸石和粉煤灰同时削减，科学利用，变相为企业减轻负担，适应了环境保护以及国家政策的要求，也为企业多元化发展铺设了道路。
附图说明
图1为本发明所述一种矸石防自燃处理方法的流程示意图。
具体实施方式
参照图1，对本发明所述的一种矸石防自燃处理方法进行详细说明。
一种矸石防自燃处理方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：先对原煤进行精煤与矸石的筛选处理;
S2：将步骤S1筛选的矸石筛分为粒度小于6mm的矸石、粒度为13mm以上的矸石以及粒度在6mm-13mm之间的矸石;
S3：将粒度小于6mm的矸石和粒度大于13mm的矸石均进行包裹防自燃浆料处理，防自燃浆料是由粉煤灰和水制成的，其中防自燃浆料的含水量为55%-75%;将粒度在6mm-13mm之间的矸石继续粉碎处理成粒度小于6mm的矸石，然后将粉碎之后的矸石进行包裹防自燃浆料处理;
S4：将包裹处理之后的矸石运至矸石山堆放。
矸石的颗粒平均有效直径在6-13mm时，矸石山具有最好的氧化升温及蓄热条件，产生自燃的可能性最大。故本发明中将矸石的粒度分为粒度小于6mm的矸石、粒度为13mm以上的矸石以及粒度在6mm-13mm之间的矸石，然后将粒度在6mm-13mm之间的矸石继续进行粉碎处理，从而在根源上破坏了矸石的颗粒平均有效直径在6 mm-13mm时，矸石山具有最好的氧化升温及蓄热的条件，进而有效的降低了矸石山的自燃可能性;本发明中还利用粉煤灰和水制作防自燃浆料，为了保证防自燃浆料对矸石有效包裹，故防自燃浆料的含水量控制在为60%-75%之间;对粒度小于6mm的矸石和粒度大于13mm的矸石进行防自燃浆料包裹处理，粉煤灰可用作较好的防自燃材料，而且粉煤灰中钙、镁、钾、钠等碱性物质的含量较高，一般呈碱性。矸石中一般都含有硫铁矿类岩石，因此，大多数矸石山为酸性环境。酸性环境促进了硫酸杆菌等的生长，硫酸杆菌生长放热，从而加速了矸石山自燃。粉煤灰能中和矸石山的酸性环境，抑制硫酸杆菌的生长，降低矸石山的可燃性;从另一方面讲，由粉煤灰浆料制成的防自燃浆料包裹在矸石外能吸收矸石自燃产生的酸性有毒有害气体(硫化氢)，减少有害气体释放量，同时该反应生成的碳酸钙以及硫酸钙亦可包裹矸石，形成附着层，进一步使矸石山更加稳定、不易燃，间接保护了土壤、空气和水体。故利用粉煤灰制成浆料包裹矸石来防止矸石山自燃能够达到非常好的治理效果，而且还使粉煤灰得到了有效利用，实现了固废回收再利用，粉煤灰的成本低，降低了矸石防自燃处理的成本，使得矸石和粉煤灰同时削减，科学利用，变相为企业减轻负担。具体实施中，防自燃浆料选择含水量在70%最为合适。
进一步的，作为本发明所述的一种矸石防自燃处理方法的一种具体实施方式，所述防自燃浆料中还包括碱性介质材料，且粉煤灰的含量占粉煤灰和碱性介质材料总量的50%以上。在防自燃浆料中增加碱性介质材料是为了增加其碱性，使防自燃浆料能与矸石中的释放的有害气体充分发生反应，形成更多的碳酸钙以及硫酸钙等包裹矸石，进一步增强防阻燃效果。具体实施中，防自燃浆料中粉煤灰和碱性介质材料的质量比为10:1时，在保证防自燃效果较好的情况下成本也较低。
进一步的，作为本发明所述的一种矸石防自燃处理方法的一种具体实施方式，碱性介质材料为氢氧化钙或氢氧化钠。氢氧化钙或氢氧化钠均为强碱类物质，而且成本较低。
进一步的，作为本发明所述的一种矸石防自燃处理方法的一种具体实施方式，步骤S2中是通过双层弛张筛对矸石进行筛分的，双层弛张筛的上层筛网孔隙为13mm，双层弛张筛的下层筛网孔隙为6mm。或者步骤二中矸石筛分机为包括第一单层筛和第二单层筛，第一单层筛的筛网孔隙为13mm，第二单层筛的筛网孔隙为6mm，第一单层筛的筛下出料口与第二单层筛的入料口相连。
进一步的，作为本发明所述的一种矸石防自燃处理方法的一种具体实施方式，步骤S3中，对矸石进行包裹防自燃浆料处理具体为：将矸石与防自燃浆料在搅拌机中搅拌均匀。
进一步的，作为本发明所述的一种矸石防自燃处理方法的一种具体实施方式，步骤S1具体为先通过人工将原煤中粒度大于200mm的矸石选出，粉碎后，再继续进行步骤S2、S3、S4。粒度大于200mm的矸石容易导致卡机，而且粒度大于200mm的矸石占少数，故人工拣选即可。挑选出粒度大于200mm的矸石能保证处理过程顺利进行，有效避免卡机等事故的发生。
以上具体结构和尺寸数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或者替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
