矿石自燃

学科：环境科学

词目：矿石自燃

英文：ore self-ignition，ore auto-ignition，ore fire breeding

释文：有些矿床的矿石（或围岩）氧化性极强，尤以松散状态下氧化更强烈，松散的矿石（或围岩）可氧化引起自燃。矿石自燃不仪会引起火灾、损坏设备和危害作业人员安全，使矿山环境恶化，而且还将造成资源的重大损失。故必须查明自燃的地质因素和外部因素等，并作出相应的评价，为治理提供依据。 2100433B

本项目针对高硫金属矿床在开采过程中易发生矿石自燃事故的严重问题，通过采用理论分析、数值模拟、实验测试、现场调查相结合的研究方法，查清影响硫化矿石自燃的主要因素之间的相关性、重要性顺序及与自燃的耦合关系；筛选自燃评价指标，从硫化矿石氧化特征和产物入手，研究并规范各评价指标的量化方法（测试程序与技术）；分析、测定典型硫化矿石自燃的临界环境条件，获得不同特性硫化矿石在环境参数改变时的自燃特征及有效抑制自燃的环境因素集；研究硫化矿石安全评价的指标体系，确定各项指标的分级标准及权重，建立硫化矿石自燃的预报数模和自燃时间数模；最后应用系统安全分析和评价理论，研究硫化矿石自燃定量安全评价方法，建立定量评价体系。本项研究可解决金属矿山硫化矿石自燃难以进行定量评价的难题，使评价体系得到规范，评价结果更准确、可靠，为制定硫化矿井自燃火灾的防治措施提供重要的依据，具有十分重要的理论和现实意义。

硫化矿石、煤炭、含炭质的其他矿岩在与空气接触时产生氧化升温的现象，称为岩矿的自热。矿岩的自燃发火是它本身氧化自热而引起的，它是一个复杂的物理化学过程。随着矿岩氧化自热，本身温度不断提高，导致氧化速度加剧，当温度达到矿石或伴随物质的着火点时，就由热变为自燃。这个过程概括为矿岩氧化一聚热升温一自燃发火，导致矿山发生自燃火灾，亦称内因火灾。有自燃发火倾向的矿床，称为自燃性矿床。

矿体的自燃火灾，使矿井温度升高，有害气体溢出，轻则恶化劳动条件，重则明火燃烧，以致无法进入采区，导致资源的大量损失，乃至被迫停产。因此，有必耍采取一些特殊的开拓采准布置，采用合适的采矿方法、回采工艺和通风防火措施，以便在改善劳动条件的同时更多地采出矿石。

自燃性矿石从氧化、聚热到自燃必须具备三个条件：有一定量的氧化自热的可燃物；充足的氧气供应；有聚热条件使矿石升温能达到某种物质的着火点。开采时要注意防止或控制这三个因素的同时出现。

对自燃性矿体在提交勘探报告或作开采可行性研究时，应对其氧化自燃性进行研究及评价。研究从以下几方面进行：首先对矿岩取样进行自燃倾向性测试鉴定，对测试结果还要在现场进行考察，最后综合测试和考察结果进行综合分析，以确定矿床是否有发生自燃火灾的危险。

1、矿岩自燃倾向性测试鉴定：影响矿岩自燃倾向性的因素较多，要分别对各矿层(体)和不同的地质构造区域取样，进行自燃倾向性测试，通过测定矿岩物质组分、氧化速度、自热、自燃倾向性(自热点、着火点、吸收热反应、燃烧热值等)对自燃倾向作出评价。煤炭工业采用氧化煤样发火点降低值△T来区分自燃倾向程度，确定自燃倾向等级。用同态氧化剂法测定煤的发火点，并以还原煤样和氧化煤样发火点之差为△T，△T愈大则煤愈易自燃。

2、矿岩自燃性的现场调查。对有可能自燃的矿床，还应进行实际考察。硫化矿岩的含硫量和硫的出现形态、矿“物组成和分布规律、矿床成因、地质构造、矿体赋存条件、节理裂隙发育程度、矿岩的自热自燃倾向性及开采情况等都是判断自燃火灾危险性的重要判据，应注意查明。在同一矿区的不同矿体或不同地段，内因火灾的危险程度是不一样的，应注意鉴别，以便合理地划分发火与不发火矿体（采区）的界线。

3、矿石最短发火期。最短发火期是指从矿石被揭露之日至发生自燃为止的时间。影响发火期的因素较多，准确性也不易确定，因而观测工作难度较大。但从确定火区开采速度的需要出发，还是需要做此项工作。发火期尽可能在坑探期、基建期或生产试验期中初步测定，在以后的实践中逐步修正。对于可能发生自燃的矿体，都应在其矿石和回采工作面进行观测，以确定各矿体（区段）的发火期。

(4) 对于有自燃危险的矿体，在开发时要注意采取以下措施：①首先要进行开发可行性研究，以确定开发在技术上是否可行、经济上是否合理、安全是否有保证。②采取预防火灾的一-般性措施：井架、井口建筑物和主要井巷用不燃性材料建造；各处准备充分的消防器材，建立消防制度；注意井口工业广场布置的风向关系，在井口及主要井巷设置防火门等。③从采矿技术方面采取措施。④从组织工作方面采取预防措施，包括建立矿山救护队进行防火的检查和防护，制定事故的预防和处理计划，对工人进行防火安全教育等。