煤矸石自燃受多種因素共同影響，包括矸石中黃鐵礦的含量、矸石粒徑、堆積方式、水分、風(fēng)壓等因素。

1、可燃物含量

煤矸石自燃是可燃物發(fā)生氧化反應(yīng)放熱導(dǎo)致的，可燃物含量制約著反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間，熱量只有不斷積聚才會(huì)導(dǎo)致自燃，黃鐵礦集中的區(qū)域往往是自燃的中心。研究表示，黃鐵礦中硫含量為2%時(shí)，自燃傾向性最高。

2、堆積孔隙率

堆積孔隙率受矸石粒徑與堆積方式的制約。

（1）煤矸石粒徑

煤矸石中的粒徑大小代表與氧氣的接觸程度，粒徑小的矸石比表面積相對(duì)較大，反應(yīng)較為充分，活性有所增強(qiáng)，并且導(dǎo)致堆積孔隙率降低，易于儲(chǔ)存熱量，但粒徑太小會(huì)影響氧氣的流通。研究表示，矸石顆粒粒徑在6mm～13mm范圍內(nèi)，自燃可能性最高。

（2）堆積方式

矸石堆積有三種類型：自然傾倒、輕度壓實(shí)和分層壓實(shí)。不同的堆積方式孔隙率不同，自然傾倒堆積松散，堆積孔隙率最大，有良好的透氣性，氣流速度也最大，為氧化反應(yīng)創(chuàng)造了有利條件，自燃可能性最高。因此，對(duì)煤矸石進(jìn)行壓實(shí)處理可有效緩解矸石自燃。

3、風(fēng)壓

矸石山未發(fā)生自燃時(shí)，空氣在自然風(fēng)壓的作用下流入，并在邊界處形成部分靜壓。當(dāng)矸石山發(fā)生自燃時(shí)，矸石山受到熱浮力的影響，內(nèi)外壓力差越來越大，空氣不斷進(jìn)入矸石山。風(fēng)壓的大小影響著氧氣的供給，主要與風(fēng)速和堆積角度有關(guān)。

（1）風(fēng)速

風(fēng)速的變化影響煤矸石外部邊界壓力的大小，自然風(fēng)向矸石山內(nèi)部流動(dòng)，進(jìn)一步影響矸石山內(nèi)部的壓力，導(dǎo)致內(nèi)部氣體滲流狀態(tài)發(fā)生變化。

（2）堆積角度

矸石的堆積角度也會(huì)影響坡面靜壓，靜壓越大，空氣越易于進(jìn)入矸石山。靜壓隨著堆積角度的增大而增大。因此，降低堆積角度會(huì)減緩矸石自燃。

4、水分

水分可以催化黃鐵礦和碳的氧化，增加煤矸石的吸收的氧氣量，加快反應(yīng)速率，產(chǎn)生吸附熱，使矸石溫度提高10-15℃；水分的作用會(huì)使得風(fēng)化作用加劇，煤矸石風(fēng)化后，粒徑變小，物理外形的變化使得比表面積增大，促進(jìn)放熱速率；在一定范圍內(nèi)，水分可降低著燃點(diǎn)，加劇矸石山自燃，水分含量過高也會(huì)降低可燃物的燃點(diǎn)。研究表示，水分含量在12%~17%范圍內(nèi)自燃可能性最高。

徐州吉安礦業(yè)科技的技術(shù)團(tuán)隊(duì)結(jié)合十年來井工煤火治理經(jīng)驗(yàn)，提出矸石山火災(zāi)治理整套技術(shù)，包括高溫區(qū)域精準(zhǔn)探測(cè)與劃定，精準(zhǔn)定向注漿降溫，邊坡快速護(hù)理。整套技術(shù)具備動(dòng)靜小、工期短、效果持久的顯著特點(diǎn)。通過山西、江西、新疆等多個(gè)地區(qū)多個(gè)不同類型的項(xiàng)目實(shí)踐，充分驗(yàn)證了該技術(shù)體系的高效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊娜. 蔭營(yíng)煤礦自燃矸石山溫度分布及動(dòng)態(tài)演變規(guī)律研究[D]. 山西:太原理工大學(xué),2021.