煤矸石自燃氧化過程中自由基變化規律研究

王思棟， 劉英忠， 徐超

(山東能源棗莊礦業(集團)有限責任公司 濱湖煤礦，山東 棗莊 277500)

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煤矸石是在采煤與選煤過程中產生的固體廢棄物，主要由灰分高、發熱量低的炭質頁巖組成，其中含有黃鐵礦(FeS2)及10%～40%的炭質可燃物(主要是煤)[1-3]。目前，大多數煤礦煤矸石仍采取露天堆積處理，據統計，我國堆積的煤矸石山多達數千座，其中約1/4的煤矸石山發生自燃。煤矸石山長期堆積蓄熱自燃過程中，產生大量CO，SO2，H2S等有害氣體，嚴重影響周圍居民生活和污染環境[4]。因此，探究煤矸石自燃氧化規律，對治理煤矸石山自燃具有重要意義。

王繼宇等[5]指出煤矸石中的黃鐵礦在低溫、潮濕的環境中發生氧化產生大量熱量，熱量積聚導致溫度升高，最終使煤矸石中的炭質可燃物發生燃燒。王曉琴[6]指出煤矸石自燃主要與硫鐵礦含量、水分、粒徑和溫度等因素有關。位蓓蕾等[7]根據煤矸石山的自燃機理和自燃發展不同時期的特征，劃分出煤矸石山自燃的孕育期、發生期、發展期及衰退期4個階段，并得出各階段的自燃基本特征。翟小偉等[8]利用紅外熱成像技術對煤矸石山的自燃程度和范圍進行探測。王亞文等[9]利用系統測溫方法對自燃煤矸石山進行分區。夏清[10]通過設計煤矸石山自燃模擬實驗，建立煤矸石山有源溫度場溫度分層模型。目前對煤矸石自燃氧化特性的研究主要是從宏觀角度出發，從微觀角度進行研究的偏少。由于煤矸石是伴隨煤炭演化過程形成……