自燃煤矸石山的治理技術可分為預防和治理兩個方面。在如何防治煤矸石山自燃方面，前蘇聯、美國等國外主要產煤國積累了較多的經驗，而我國煤矸石山滅火技術的研究和實踐起步較晚。據報道，美國的治理成功率不到50%，而中國更低。到目前為止，還沒有壹個成功的經驗和非常成功的例子。大部分都是前期成功，後期失敗，治理幾年再出現。
我國在煤矸石山滅火技術方面也進行了長期的探索。壹開始用的是清水滅火法，現在證明不僅不能滅火，還會造成更嚴重的問題。自燃嚴重的矸石山，少量水進入形成水蒸氣，與熱的矸石反應產生氫氣。氫氣的爆炸危險性遠大於壹氧化碳，且爆炸下限低，對點燃火源的要求低，發生爆炸事故的可能性大。另外，水在垃圾場內部無法控制其流向，也無法保證所有火區都被水撲滅。由於水的作用，矸石山的孔隙度增加，通風性能大大提高。只要停止灌水，在供氧充足的情況下，殘余火區會迅速復燃發展。所以消防實踐的壹個教訓就是不適合，清水灌不出來。
國內外煤矸石山滅火方法主要有火源挖掘降溫法、註漿法、覆蓋法、控制燃燒法、泡沫(凝膠)法、低溫惰性氣體法等。這些滅火方法都有各自的優點和適用範圍，但也有壹定的局限性。
壹、開挖降溫法
挖出自燃火區的降溫法是最簡單的方法，國外很多煤礦都有，國內煤礦也有。煤矸石作為燃燒能力極低的可燃物，只要破壞自燃火區的隔熱能力，就能迅速向環境釋放熱量，失去放熱反應與向環境散熱平衡的條件，溫度迅速下降，火區逐漸熄滅。這種方式最大的缺點就是安全問題。美國已經發生多起人員傷亡事件，大量空氣進入裸露的矸石山，容易導致內部可燃氣體達到爆炸極限，引發爆炸。高溫下的煤矸石也使操作條件非常惡劣，對人和設備造成嚴重的傷害。其次，這種方法的徹底性有問題，在火熄滅後可能會在當地復燃。實際上這種方法只適用於矸石山自熱的初期，但大部分矸石山缺乏監測矸石山熱狀態的能力，所以這種方法沒有得到推廣。
二、灌漿方法
註漿法是國內外廣泛應用的滅火技術。註漿法是通過冷卻和隔絕氧氣的相互作用來達到滅火的目的。根據註漿深度的不同，可分為表面噴漿法和深層註漿法。表面噴漿法壹般在煤矸石山表面噴漿或挖坑溝，在坑溝內註入石灰漿。深層註漿法的工藝過程是:先將滅火材料制成壹定濃度的漿液，然後在煤矸石山火區布置壹系列鉆孔，再用註漿泵將滅火漿液註入煤矸石山。滅火漿液與高溫煤矸石接觸後，漿液中的水分迅速蒸發，帶走大量熱量，使煤矸石降溫；泥漿中的固體物質包裹在煤矸石表面或填充在煤矸石之間的空隙中，阻隔空氣；如果註漿材料中含有石灰等堿性物質，還可以吸收煤矸石燃燒釋放的SO2、SO3等部分氣體，有助於降低自燃煤矸石山的汙染程度，石灰與SO2、SO3反應生成的亞硫酸鈣和硫酸鈣也有壹定的隔氧作用；同時，煤矸石山內部環境由酸性變為堿性，抑制了硫桿菌的生長，從而大大降低了黃鐵礦的氧化速度和煤矸石山自燃的可能性。
這種方法最大的優點是可以快速冷卻燃燒的煤矸石，隔氧效果好。俄羅斯、美國、烏克蘭、捷克等國對這種滅火方式評價很高。各國的註漿滅火技術大同小異。在頓巴斯礦業公司，采用的方法是用噴射器將5%的稀釋石灰乳註入煤矸石堆2.5 ~ 3 m的深度。鄧內克理工學院提出的方法是在註漿孔旁布置排氣管，邊註漿邊用真空泵抽空氣，使煤矸石山內部局部產生負壓，有利於漿液的滲透。捷克學者提出在煤矸石山坡上布置鉆孔時應遵循以下原則:下部水平鉆孔的上端應高於上部水平鉆孔的下端，這樣可以減少空氣滲入煤矸石山(圖4-1)。
為了將漿液註入到較深的煤矸石山中，目前廣泛采用的是煤科院杭州環境保護所提出的深層註漿滅火技術。深層註漿法通過鉆孔向煤矸石山內註入漿液，滅火效果良好。但深層註漿法的缺點是火區鉆孔困難。矸石山火災主要發生在邊坡上，壹些大型矸石山的邊坡長度往往超過百米。矸石山大面積燃燒後，很難進入火區。有害氣體濃度和環境溫度很高，還要防止上面的滾石傷人，使操作者有壹定的危險性。
圖4-1矸石山邊坡鉆孔布置圖
三。覆蓋和塗覆方法
覆蓋包衣法是在煤矸石山表面覆蓋黃土、粉煤灰等惰性物質，隔絕空氣，防止自燃。這種方法經濟，在國內外廣泛使用。還可以選擇合適的不燃材料或阻燃材料包裹矸石堆燃燒處，使其隔絕空氣，因缺氧而熄滅。用於包裹和覆蓋的材料包括磨碎的石灰石粉、淤泥和來自黃土、粘土和水泥窯的廢料等。這些材料相對便宜，可以在當地獲得。對於已經發生自燃的煤矸石山，如果煤矸石的溫度過高，在高溫的影響下，原來壓實的表土會慢慢幹涸，產生裂縫，最終導致封土失敗，所以壹定要註意養護。包裹材料采用聚氨酯泡沫，包裹緊密，無裂縫。但需要提前在矸石堆上噴水，使矸石的溫度保持在燃點以下。但這種材料價格昂貴，難以在大規模滅火中推廣。
目前，治理煤矸石山火災主要采用覆蓋和塗層的方法。滅火的關鍵是壓實覆土，煤矸石必須冷卻到壹定程度才能覆土。陽煤集團、汾西水峪煤礦、晉城古書院煤礦、沈陽蔡屯煤礦等。都用過這種方法撲滅大面積或局部煤矸石山的火災。
第四，受控燃燒法
這種方法最早在1980提出，並在1983獲得專利。美國在西弗吉尼亞州的壹個煤矸石山上進行了控制燃燒法的工業試驗。基本思路是讓煤矸石山在受控條件下燃燒，燃燒產生的煙氣經過處理後排放，產生的熱量得到利用。煤矸石山規模約9000t，計劃用9個月燒完，產生熱量1.2×108kJ。試驗前，在煤矸石山底部水平設置了長43m、直徑0.09m的不銹鋼燃燒管和長15m的多孔集氣管。試驗風扇工作1600小時後，由於高溫和負壓的雙重作用，燃燒管被破壞。測試到這裏就停止了，估計燃燒了700噸煤矸石，產生了8.6×1.06 kJ的熱量(圖4-2)。
這種方法的主要問題是，即使用風機抽水進行強制供氧，煤矸石山仍處於不完全燃燒狀態。煙氣中含有大量的SO2、CO、H2S等有毒有害氣體，需要通過二次燃燒等處理方法進行凈化。另外，煙氣溫度高，腐蝕性強，設備尤其是管道價格昂貴，埋地防腐困難。
圖4-2受控燃燒法工藝流程圖
動詞 （verb的縮寫）泡沫法
泡沫法是將泡沫滅火劑註入火區隔絕氧氣吸收熱量，降低煤矸石的溫度，達到滅火的目的。與普通註漿法相比，泡沫作為壹種輸水形式，可以使水長時間保持在煤矸石的空隙中，而不會很快從煤矸石的空隙中流失。因此，與註水法相比，具有更好的冷卻和隔氧效果。
泡沫主要由水和發泡劑組成。該發泡劑發泡倍數高，能快速填充煤矸石之間的空隙，但這樣的泡沫容易破碎。低發泡比的泡沫雖然耐久性強，但不壹定能填補空隙。壹般應選擇發泡倍率適中的發泡劑，並加入增稠劑或凝膠類物質，以提高泡沫的穩定性。
這種方法在美國已成功用於小規模工業實驗，但如何在風雨作用下保持煤矸石裂隙間泡沫的長期穩定性仍是壹個難題。Xi安礦業學院嘗試用凝膠法撲滅小煤堆火災。與澆水法相比，凝膠對噴灑區域的封閉時間更長，效果明顯。但在高溫作用下，凝膠脫水，影響滅火效果。
六、低溫惰性氣體法
低溫惰性氣體法是向火區註入液氮、液態二氧化碳等惰性氣體，利用其氣化時巨大的吸熱作用，使煤矸石山快速降溫，同時殘留在煤矸石山縫隙中的惰性氣體也能起到隔絕氧氣的作用。低溫惰性氣體註入矸石山後，在液態變為氣態的過程中吸收大量熱量，同時體積迅速膨脹，形成冷壓力波，然後從註入源迅速擴散，使低密度的熱煙氣被推出上升到地表，同時， 起到隔絕新鮮空氣進入矸石山的作用，達到滅火降溫的雙重目的，使火區長時間保持低溫，將矸石山內部的著火點冷卻到臨界溫度以下。 實踐表明，單獨使用液氮或固體二氧化碳的效果不如將它們混合使用，因為混合物易於運輸，相對成本較低。通過現場試驗，低溫惰性氣體法滅火成本與傳統註漿法相當，但註漿法滅火漿液受重力影響，主要向下滲透，而這種冷氣體的擴散不受重力影響，作用範圍更廣，效果更均勻。
在壹定條件下，低溫惰性氣體法可與灌漿法結合使用，效果可能更好。中國平煤集團公司四礦采用的滅火方法是利用CO2滅火降溫，再結合註漿法進行綜合治理，取得了良好的效果。首先利用專用KY-360 CO2發生器產生CO2氣體，利用自制專用鉆孔設備在矸石山自燃點人工鉆孔，註入CO2氣體。最後采用註漿方式將火源與空氣隔離，鞏固滅火成果。
美國用這種方法進行了小規模實驗。以0.38 m3/h的速度向溫度約為100℃的煤堆(l5.3m3)中註入5t液氮，在灌漿點附近幾分鐘後溫度降至-68℃，煤堆最低溫度降至-170℃，壹個月後才恢復至-20℃。這種方法的冷卻效果無疑是非常好的，但是冷卻煤矸石需要大量的惰性氣體，氣源和滅火成本是這種方法的主要問題。目前美國很多礦區都在進行大規模的工業試驗。
七、煤矸石自燃阻化劑的抗性。
為了防止煤矸石自燃，改善礦區環境質量，揭示和研究煤矸石自燃阻化劑的阻化機理，尋求高效的煤矸石自燃阻化劑，近年來發現由帶有吸附基團的聚合物和表面活性劑組成的聚合物乳液對煤矸石自燃具有良好的阻化效果。研究結果對煤矸石山煤矸石自燃的治理具有壹定的指導意義。聚合物和表面活性劑組成的聚合物乳液，由於具有吸附基團的聚合物形成多點吸附，阻止氧氣與煤矸石表面接觸，而表面活性劑具有親水和親油基團，因此其親油基團與煤矸石接觸，親水基團延伸到空氣中，使煤矸石親水，其乳液在煤矸石表面形成水膜，阻止空氣與煤矸石接觸，起到阻力作用；帶有NH4+基團的聚合物阻化劑在高溫下釋放出NH3氣體，可以阻止矸石與空氣中的氧氣接觸，有利於防止自燃。由帶有吸附基團的聚合物和表面活性劑組成的聚合物乳液自燃抑制劑可以阻止煤矸石的氧化放熱，從而達到防止煤矸石自燃的目的，但這種方法成本較高。
基於以上分析，總結了自燃煤矸石山已使用和現有的滅火方法，其應用前景和適用條件見表4-1。
表4-1自燃煤矸石山滅火方法及發展前景
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