矸石山综合治理技术初探
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浅谈大同煤矿矸石山治理目录摘要...................................... .............................. .. (1)1 绪论...................................... ............................ ........... .. (2)1.1课题背景及前瞻性...................................... .. (2)1.2矸石山概况、治理指导思想和技术路线 (2)2煤矸石对环境的影响...................................... .. (2)2.1煤矸石对大气环境的影响...................................... .. (2)2.2煤矸石对水体的影响...................................... .. (3)2.3煤矸石对土壤环境的影响...................................... .. (3)2.4煤矸石对地面环境的影响.................................... . (3)3 煤矸石的环境治理...................................... .. (4)3.1 煤矸石日常治理...................................... ........................ . (4)3.2 自燃矸石山治理...................................... .. (4)3.3 微生物脱硫...................................... ................................... .............. .. ..54矸石山综合治理设计方案...................................... .. (5)4.1煤矸石的化学成份、有害成份及自燃分析 (5)4.2 矸石山的养分情况...................................... (6)4.3对矸石山的基础改良...................................... (6)4.4 矸石山的物种选择...................................... (7)5 煤矸石资源化利用...................................... .......................... .. (7)5.1 煤矸石综合利用...................................... (7)6 思考和展望...................................... .................................... (12)结束语...................................... ................... ........ .. ....... . (13)参考文献...................................... ............ .......... ..... .. (14)浅谈大同煤矿矸石山治理摘要矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物。
煤矿矸石处理分析与探究摘要:煤矿矸石的综合治理是煤炭生产企业可持续科学发展的一个重要内容,消除煤矸石带来的环境污染,发挥煤矸石这个矿山废弃物的利用价值,是发展低碳经济的需要,也是利国利民,兼有显著社会效益和经济效益的好事。
关键词:煤矸石;处理方式;采空区矸石浆充填引言煤炭是我国重要的基础能源,尽管近年来煤炭资源在我国一次性能源消费中的比例逐渐降低,但2020年仍占比57%,是我国能源供给的主体。
煤矸石就是在煤炭开采和加工过程中排放的固体废弃物,是与煤层伴生的一种含碳量低的岩石。
据不完全统计,全国累积堆放的煤矸石约60亿吨,规模较大的矸石山有1600多座,占地约1.5万公顷。
煤矸石产量一般为煤炭产量的15%~20%左右。
十二五、十三五期间,我国每年的煤炭产量几乎都在30亿吨以上,每年排放的矸石量约为5亿吨,成为排放量最大的工业固体废弃物之一。
以往矿山所排放的煤矸石都没经过规划和处理,就近倾倒在矿井周边的地势低洼处,自然堆积而形成煤矸石山,不仅占用大量的土地资源而且给空气、水资源造成了严重的污染。
1 煤矸石排放主要危害(1)煤矸石对大气污染煤矸石不经处理就近露天堆放在矿井周围形成煤矸石山,粉状煤矸石和煤矸石风化后产生粉尘,在风力的作用下会产生大量扬尘,悬浮于空气中降低大气质量。
我国的高硫型煤矸石分布广泛,有研究资料显示,含硫量大于1.5%的煤矸石可能发生自燃。
即使不发生自燃,煤矸石在长期的地表环境中风化或者氧化。
煤矸石中的有些化合物含有碳和硫,在发生自燃后放出大量的二氧化碳,一氧化碳,二氧化硫,硫化氢等有害气体,其中有害气体对居民的身体健康带来极大危害。
而 SO2、SO3和NOx在下雨的时候形成酸雨,对建筑物造成腐蚀,对人体和动植物会造成危害。
(2)污染水体和土壤大雨将煤矸石堆上的细小颗粒冲刷下来流入河流、湖泊和江中,直接导致河道湖泊的淤积,造成水体严重污染,影响人们的生产生活。
煤矸石对水体和土壤的主要污染是其中的易溶盐类物质、含硫物质如硫酸氢根离子、硫酸根离子等和重金属元素可能通过雨水淋溶而进入地表水或渗入土壤,进而渗入浅层地下水。
煤矸石山的综合治理煤矿矸石山的地理特点及物质组成,遵循“因地制宜、综合治理,整体规划、分步实施,合理布局、加快建设”的方针,考虑到煤矸石自燃、风化和淋溶的必要条件,采用黄土和石灰乳混合注浆灭火、消矸护坡、黄土覆盖,复垦种植,导排雨水,大力推广采用新型环保材料(生态垫)的应用,对煤矸石等固体废弃物进行无害化处置;提出科学合理、切实可行的治理方案,实现以害治害,变害为利的目的,取得双重环境和经济效益。
1、放缓坡度。
在我公司各单位矸石山周围有村子,首先治理的就应该是矸石山的塌方滑坡问题。
如果矸石山现在堆放坡度超出30°,会时常出现滑坡塌方现象。
矸石山的治理首先是对矸石山的坡面坡度进行消减工作,由上至下推散矸石,将现状坡度消减为30°以下,稳定坡面,修建马道,便于机械施工,建筑挡墙,防止矸石塌方。
在马道内侧设置一条排水沟,用以排除矸山石上的雨水,马道排水沟之间由边坡导流渠串联起来,最终将雨水汇集到位于矸石山东面的古城子河排走。
矸石堆场中的各条马道由一条贯穿其中的上山道路连接,使得施工及维护机械能够通过马道行驶到堆场中。
2、分层碾压。
将过去的自上向下自然倾倒排的矸石改为由下向上分层碾压,自下而上沿荒沟从底部分层往上回填矸石,排放过程中标高每升高5~10 m 建造一个台阶(分为一层),并用推土机将矸石推平压实,即边填边压,压实后喷洒石灰水,覆盖黄土。
见图1。
3、黄土覆盖。
对发生自燃的矸石进行灭火,堆散高温矸石,使其暴露于表面,促使其降温。
针对煤矸石自燃问题,可以采用黄土碾压覆盖为主,辅以局部注浆的综合性灭火方法,即采用局部灌浆、填实孔隙、固化碎块的简便易行方法。
黄土覆盖压实法是在自燃矸石山表面铺土压实,以隔绝空气进路,使自燃矸石内部空气耗尽后熄灭。
配以改变矸石坡度、堆散高温矸石促使降温,自燃现象能得到有效控制。
根据煤矸石山表面风化程度的不同,在种植之前,应采取适当的覆土措施,按覆土的厚度不同,可分为不覆土直接种植、薄覆土、厚覆土。
煤矸石山的综合治理煤矿矸石山的地理特点及物质组成,遵循“因地制宜、综合治理,整体规划、分步实施,合理布局、加快建设”的方针,考虑到煤矸石自燃、风化和淋溶的必要条件,采用黄土和石灰乳混合注浆灭火、消矸护坡、黄土覆盖,复垦种植,导排雨水,大力推广采用新型环保材料(生态垫)的应用,对煤矸石等固体废弃物进行无害化处置;提出科学合理、切实可行的治理方案,实现以害治害,变害为利的目的,取得双重环境和经济效益。
1、放缓坡度。
在我公司各单位矸石山周围有村子,首先治理的就应该是矸石山的塌方滑坡问题。
如果矸石山现在堆放坡度超出30°,会时常出现滑坡塌方现象。
矸石山的治理首先是对矸石山的坡面坡度进行消减工作,由上至下推散矸石,将现状坡度消减为30°以下,稳定坡面,修建马道,便于机械施工,建筑挡墙,防止矸石塌方。
在马道内侧设置一条排水沟,用以排除矸山石上的雨水,马道排水沟之间由边坡导流渠串联起来,最终将雨水汇集到位于矸石山东面的古城子河排走。
矸石堆场中的各条马道由一条贯穿其中的上山道路连接,使得施工及维护机械能够通过马道行驶到堆场中。
2、分层碾压。
将过去的自上向下自然倾倒排的矸石改为由下向上分层碾压,自下而上沿荒沟从底部分层往上回填矸石,排放过程中标高每升高5~10 m 建造一个台阶(分为一层),并用推土机将矸石推平压实,即边填边压,压实后喷洒石灰水,覆盖黄土。
见图1。
3、黄土覆盖。
对发生自燃的矸石进行灭火,堆散高温矸石,使其暴露于表面,促使其降温。
针对煤矸石自燃问题,可以采用黄土碾压覆盖为主,辅以局部注浆的综合性灭火方法,即采用局部灌浆、填实孔隙、固化碎块的简便易行方法。
黄土覆盖压实法是在自燃矸石山表面铺土压实,以隔绝空气进路,使自燃矸石内部空气耗尽后熄灭。
配以改变矸石坡度、堆散高温矸石促使降温,自燃现象能得到有效控制。
根据煤矸石山表面风化程度的不同,在种植之前,应采取适当的覆土措施,按覆土的厚度不同,可分为不覆土直接种植、薄覆土、厚覆土。
矸石山生态恢复措施研究一、综合治理设计原则及规划1设计原则矸石山山体安全稳定—灭火效果彻底—植物群落向森林方向演替,最终形成稳定的生态系统—兼顾生态环境的同时注重景观效果—灭火、生态修复与山体稳定(护坡)三者相结合,作为一个系统工程总体安排,最终达到灭火彻底、山体稳定、植被良性演替的整体治理效果。
2总体规划该方案采用灭火措施、护坡措施与生物措施(生态修复)紧密结合的方法,即首先对矸石山进行灭火施工。
本次灭火施工主要工艺包括温度勘察、挖除灭火、换填灭火、喷射注浆灭火、深孔注浆灭火等。
根据温度勘测结果及现场情况,采用多种灭火方法系统结合的方式进行灭火施工。
结合上述灭火措施的基础上,进行护坡整治,整理坡面、控制坡度、修建上山道路、修筑排水渠、急流槽及马道,修建柔性护坡,对其抗滑稳定、抗倾覆稳定、地基承载能力进行分析验算,最后采用生物措施进一步加固矸石山,设计中综合采用生物、物理、化学等措施进行土壤基质改良,采用远程喷射播种植被恢复技术对矸石山坡体进行植被恢复。
二、灭火方案1设计原则为确保施工安全,此次灭火采用防火、控火、灭火方案,方案明显减少或消除有害气体,恢复安全常态,按照不同部位采取不同灭火工艺,采用多种灭火工艺相结合的灭火方式进行施工,全程测温,由下而上,由外而内,由低温区向高温区实施灭火措施。
2总体规划矸石山灭火工程主要依据矸石山自燃机理及特点,矸石山不同温度分布规律及温度探测技术,采用各种灭火措施的综合、运用。
本设计采用了先进的喷浆、注浆技术防火、控火,最终消除火点。
采取机械化施工,利用泥浆喷射机进行喷浆、注浆。
三、护坡工程方案矸石山山体的稳定直接关系到综合治理的成败,同时山体的稳定又保证灭火效果的持续与生态修复的成功。
护坡工程主要包括:坡体分级、整理坡面、控制坡度,修建上山道路,修筑排水渠、急流槽及马道,修建柔性护坡等。
针对矸石山不稳定、易沉降等特性,采用刚性护坡易损坏。
该矸石山护坡工程采用柔性覆盖的技术理念,以有效应对矸石山沉降。
煤矿矸石场生态恢复与治理措施探讨煤矿矸石场是煤矿开采后所产生的废弃物,由于其具有较高的环境污染风险,矸石场生态恢复与治理措施成为煤矿公司及环保部门关注的焦点。
本文将探讨煤矿矸石场生态恢复与治理的措施。
煤矿矸石场生态恢复的关键是土壤修复。
矸石场一般会造成土壤的退化和污染,影响周边土壤的生态功能。
对于矸石场的生态恢复,需要进行土壤修复。
矿区土壤修复技术包括土壤改良、土壤重塑、土壤温度调控等,通过添加有机质和肥料,改善土壤质地和水分条件,提高土壤肥力和生物活性,促进植被恢复,达到矸石场生态恢复的目标。
煤矿矸石场的治理可以采用植被恢复的措施。
植被是矸石场生态恢复的重要一环。
植被的种植可以降低裸露土壤的侵蚀性,减少水土流失,并且植被可以吸收大量的二氧化碳,净化空气,改善环境。
在植被恢复的过程中,可以选择适应当地环境的植物物种,将其引入到矸石场中进行种植。
还可以利用绿色覆盖材料,如草坪、绿化网等进行矿区的绿化覆盖。
煤矿矸石场还需要进行水体治理。
矸石场一般会产生大量的酸性水体,对周边水体环境造成严重污染。
水体治理是煤矿矸石场生态治理的必要环节。
水体治理的方法包括中和处理、沉淀处理和植物净化等。
中和处理可以通过添加中和剂,将酸性污水中的酸性物质中和掉,降低水体酸性。
沉淀处理可以利用化学物质,将水体中的污染物沉淀掉,去除水体中的污染物。
植物净化可以利用植物的吸收作用和降解作用,将水体中的污染物去除掉,改善水体质量。
煤矿矸石场的治理还需要进行矿井闭站和土地复垦。
矿井闭站是指停止煤矿开采活动,对煤矿进行封闭和废弃物处理。
土地复垦是指对煤矿矸石场进行开挖、填土和整地等工作,将矸石场恢复为适宜农林生产或者生态环境的土地。
矿井闭站和土地复垦是煤矿矸石场生态治理的重要环节,对于实现矸石场的生态恢复和永久性治理具有重要意义。
煤矿矸石场生态恢复与治理需要采取综合措施,包括土壤修复、植被恢复、水体治理、矿井闭站和土地复垦等。
通过科学和有效的治理措施,可以实现煤矿矸石场的生态恢复,保护环境,促进可持续发展。
矸石山高效综合治理施工工法一、前言矸石山是由采矿、建筑施工、道路建设等过程中产生的废弃料堆积而成的,严重影响土地环境和生态系统的恢复。
为了高效综合治理矸石山,提出了矸石山高效综合治理施工工法。
该工法通过采取一系列技术措施和工艺原理,对矸石山进行整治和利用,实现环境修复和资源利用的双重目标。
二、工法特点矸石山高效综合治理施工工法具有以下特点:1. 综合利用:将矸石山作为宝贵资源,进行破碎、筛分、选矿等处理,将可利用的矸石转化为再生骨料用于建设工程,实现资源的有效利用。
2. 高效施工:通过机械化作业和自动化控制,提高施工效率和工程质量,缩短施工周期。
3. 环境修复:通过对矸石山进行整理、埋设、绿化等处理,恢复土地的生态环境,改善周边的生活条件。
4. 经济可行:通过合理规划和科学管理,降低施工成本,提高工程的投资回报率。
三、适应范围矸石山高效综合治理施工工法适用于各类矸石山治理工程,包括采矿废弃山、建筑工地废料堆积区、道路施工废弃物等。
四、工艺原理1. 矸石山勘查与规划:通过现场勘察和实验室测试,确定矸石山的性质和可利用程度,制定详细的治理方案。
2. 矸石山破碎与筛分:运用破碎机将矸石山进行破碎,再通过筛分设备将破碎后的矸石按照不同颗粒大小进行分类,以满足后续工程的需要。
3. 再生骨料选矿:通过物理选矿和化学处理,将矸石中的有用矿物提取出来,并进行精细处理,转化为再生骨料。
4. 矸石山整理与填埋:将矸石进行整理,去除其中的杂质和有害物质,再进行填埋处理,达到环境修复的目的。
5. 矸石山绿化与造地:进行矸石山的植被覆盖和土壤改良,使其具备生物保持和水土保持功能,达到生态环境的修复和改善。
五、施工工艺1. 矸石山勘查与规划:开展现场调查和取样分析,确定矸石山的性质和可利用程度,编制治理方案。
2. 矸石山破碎与筛分:利用破碎设备和筛分设备,将矸石山进行破碎和分类处理。
3. 再生骨料选矿:通过选矿设备和化学处理,将矸石中的有用矿物提取出来,并进行精细处理,制造再生骨料。
抚顺矸石山生态恢复研究初探引言矸石山,是指煤矿等矿山进行开采后形成的废弃渣土堆积山体,这些山体多年的裸露和开采活动给生态环境造成了极大的破坏。
针对矸石山的生态环境修复已经成为了当今社会发展的重要议题之一。
抚顺市是中国著名的工业城市,矸石山遍布全市各地,对于抚顺市的生态环境和经济发展都造成了重大的影响。
对抚顺矸石山的生态恢复研究具有非常重要的意义。
一、抚顺矸石山的现状抚顺市位于辽宁省中部,是中国著名的煤炭工业基地,也是中国重要的能源化工城市。
长期以来,抚顺市以煤矿业为主导经济,因此形成大量的矸石山,这些矸石山的裸露面积大,植被稀少,生态环境状况较差,给当地的环境和人民的生活都带来了严重的影响。
据统计,抚顺市域内矸石山面积约为XXX平方公里,主要分布在南芬区、新宾满族自治县、抚顺县等地。
矸石山的裸露面积占总面积的XX%,这样的数据极大地暴露出了抚顺市的矸石山生态环境的不容乐观的现状。
而且,裸露的矸石山经常会引发山体滑坡、塌方等地质灾害,对当地居民的生命财产造成威胁。
二、抚顺矸石山的生态恢复现状针对抚顺矸石山的生态环境问题,抚顺市政府多年来一直在积极推进生态恢复工作。
针对不同地区的矸石山,进行了多种多样的生态恢复试验,主要包括人工植被恢复、水土保持工程、岩土工程等方式。
政府也出台相关政策,扶持和引导企业、科研机构参与到矸石山的生态修复工作中。
在南芬区、新宾满族自治县等地,政府和相关企业开展了一系列的生态恢复试点项目,通过植树造林、植物种植、土地复垦等方式,逐渐使矸石山逐渐恢复了原本的生态风貌。
一些植被植物的科研和育种工作也在不断进行,为矸石山的生态修复提供了更多的技术支持。
三、抚顺矸石山的生态恢复研究初探目前抚顺矸石山的生态恢复工作还面临着一系列的挑战。
矸石山在长期的裸露过程中,土壤贫瘠,无机物质流失严重,使得原始的土壤结构和功能已经被严重破坏。
矸石山地区的地质环境复杂,土层稀薄,很难为植物生长提供相应的土壤环境。
晋煤集团矸石山绿化技术初探摘要:矸石山存在于矿区里,是矿区主要的废弃地,它给整个矿区的生态环境造成了严重的污染和破坏。
通过对矸石山所存在的生态环境以及矸石山的保水性、地质结构等进行分析和了解,从而选取事宜矸石山上种植的优质物种并进行实地的测试。
根据矸石山的特点,采用适合矸石山绿化生长的覆盖层来作为植被成长的温床。
并制定出一套完整的矸石山绿化技术治理方案。
本文通过对矸石山绿化技术的实施来进行初探。
关键词:矸石山;生态环境;绿化技术为了进一步减少矸石山对生态环境的污染和危害,对于矸石山采取种植绿色植物进行矸石山治理绿化技术进行是必然性的选择。
通过对矸石山土壤改良、植被配置、造林计划等等措施来将矸石山对于生态的污染进行防治和管理。
一、晋煤集团矸石山的绿化现状晋煤集团现有大型煤矿八个,堆积比较大的矸石山现有17个,矸石山占地面积达到1561.53亩,堆存量达到4769.67万吨。
截止2012年3月在册职工有86458人,加上周边大小村庄居住着不下20万人的乡村群众,为了能使几十万职工、群众不再受生态环境的污染与危害,因此我这次就对晋煤集团煤矸石山的绿化技术进行下初探。
二、矸石山绿化的技术措施1、矸石山绿化技术方式煤矸石山的绿化技术一般分为直接对其进行绿化或者覆盖绿化两种方式。
一种是将植被不需要进行任何的方式处理,直接将其以填土种植的方式进行种植,或者用草袋或者柳条筐等辅助物装一部分土壤来种植一些像紫穗槐或者侧柏等适应矸石山生态环境的绿色植被。
对于那些吸热性比较强、容易自燃的黑色矸石山由于其表面温度过高,最高达到42摄氏度,幼苗根本无法生长,对于水分的保持更差,在五米之内的含水量很少,植物根本无法生长。
这些矸石山我们则利用覆盖绿化的方式,其基本处理方式是给矸石山的外层铺垫一层粉煤灰或者土层,这种方法已经在一些地方成功的实施,通过这种方式虽然能够改善生态,加强了绿化,使得植物的存活性大大提升,但是如果没有进行合理的灌溉和培育,使得本来就只是附着于矸石山表面的植被更是难以生存。
矸石山综合治理技术初探摘要:2016年山西省人民政府、山西省环境保护厅制定下发了《山西省矿山生态环境恢复治理试点示范工程建设实施方案》,为全面贯彻落实省委、省政府加强采煤沉陷区治理的战略部署,省环保厅制定了《山西省矿山生态环境恢复治理试点示范工程建设实施方案》,要求加快解决以固废堆积治理为主的矿山生态环境问题,以西山煤电集团前山矿区和太原至阳泉沿线“一区一带”为重点实施区域,以及除太原、阳泉、运城外8个市共“八个点”的“118示范工程”。
山西中煤东坡煤业有限公司排矸场矿山生态环境恢复治理试点示范工程属“118示范工程”的治理范围,是省生态环境恢复治理领导组确定的重点治理区域之一。
根据排矸场堆矸现状和存在的主要问题,采取矸石山系统灭火防复燃工程、稳定山体工程、生态系统重建工程、新建排矸道路工程、其他配套工程等形成完善的的综合治理体系。
燃烧的减少能够为周围的植被和农作物提供一个良好的生态环境,促进人与自然相和谐。
关键词:灭火防复燃;稳定山体;喷浆;马道引言:常年自燃的矸石堆体,每平米每天将向大气排放出 CO 10.8g、SO2 6.5g、H2S 和 NOx 2g。
大量的 SO2、H2S、CO、CO2 和 NOx 等有害气体的释放,不仅对矿区环境造成破坏,而且对周围居民的急、慢性疾病的发生率均有明显影响,煤矸石自燃时大量SO2、NOx进入大气,造成酸雨的重要原因之一。
1、背景概况山西中煤东坡煤业有限公司排矸场矿山生态环境恢复治理试点示范工程治理总面积19.48hm2,排矸场四周有农田、林地,林地主要为草灌木,灌木以荆条为多,矸石场内植被稀疏,以草本为主。
2015年1月排矸场停止排矸,已有10多年的排放历史,已堆矸石约1120万t,现服役期已满,具备封场治理条件。
由于排矸场坡脚为自然安息角,受雨水冲刷,边坡防护措施和植被受到损坏,坡面水土流失严重,部分坡面和顶部平台自燃现象严重。
根据2018年的火情探测报告,确定矸石山灭火总面积约5.8838 万平方米,已成为朔州市主要污染源之一,受到省市各级政府、环保部门的高度重视,此次治理被列为朔州市各级政府和东坡公司的重要工作。
2、矸石山治理主要问题及解决方案根据排矸场堆矸现状和存在的主要问题,本工程治理内容为:矸石山系统灭火防复燃工程、稳定山体工程、生态系统重建工程、新建排矸道路工程、其他配套工程等形成完善的的综合治理体系。
在系统测温和科学分析火情的基础上,对排矸场采取有针对性的系统灭火防复燃工程,包括挖除灭火、田字形开沟注浆封闭灭火、山体结合部灌浆封闭隔氧防复燃、主风道封闭防复燃、坡面全封闭防复燃等措施;为了保障山体的稳定和防止水土流失,对排矸场坡面进行削坡整形,顶部平台重新平整;为防止雨水排水不畅冲蚀矸石坡面,排矸场顶部平台设置微地形和柔性截水沟,各级马道内侧设置柔性排水沟,沿坡面纵向方向设置急流槽,使马道排水沟、急流槽、平台截水沟以及路侧排水沟共同组成一个完整的排水系统,将排矸场内外的雨水有组织的排至下游排洪系统;同时对排矸场坡面和平台覆盖层改良基质,混合种植乔、灌、草进行植被恢复;为了便于施工和后期管护和监测,对排矸道路进行了重新规划,并对道路两侧进行了绿化,及部分路段进行了土地平整。
3、灭火防复燃措施结合排矸场实地情况和火情勘察报告,科学分析高温区的空间分布特征,准确判断燃烧中心和燃烧范围,根据“烟囱效应”理论判断矸石山的进风口,有针对性进行灭火防复燃措施施工,并在施工过程中实时监测和施工后的全面监测。
根据高温蓄热区的空间分布特征,采取的灭火防复燃工程包括:对坡面高温发火区及部分蓄热区采用挖除法灭火、平台高温蓄热区采用田字形开沟注浆封闭灭火;在坡脚、矸石山与周围山体结合部位及整个坡面分别采取主风道封闭防复燃及山体结合部灌浆封闭隔氧防复燃措施,同时对坡面进行全封闭防复燃。
3.1高温区挖除灭火根据现场实际情况和火情分析报告,对矸石山坡面的集中发火区及部分蓄热区采用挖除灭火法。
挖除灭火工艺的特点是:最直接的灭火方法,快速消除火源。
平均挖除深度8m,采用挖掘机分层挖渣自卸车运渣(1km内),火源挖出后堆放于安全平台,进行降温,矸石混拌黄土、粉煤灰、阻燃剂和石灰等降温后分层回填。
挖除灭火流程:①设警戒区域、观察风向、设置安全平台→②配备防具、护具→③设置逃生通道→④组织救护人员及车辆→⑤开挖泄压孔→⑥由低温区向高温区进行机械开挖→⑦挖除火源(喷射注浆配合施工)→⑧冷却→⑨坡面喷浆→⑩坑底温度监测→⑪搅拌碾压回填。
3.2田字形开沟注浆封闭灭火对排矸场蓄热区顶部平台部位采用田字形开沟注浆法封闭灭火。
该工艺的特点是:平台等特定部位采用此方法,节约投资,灭火防复燃效果好。
沟槽开挖后,喷灌泥浆,使排矸场蓄热区迅速降温防止火情蔓延,喷浆到浆液不再下渗,测温达标即完成注浆。
降温后分层回填并碾压夯实,回填后剩余混合物用回填于坡面或平台。
田字形开沟注浆封闭灭火流程:①田字形开挖沟槽→②注浆降温→③温度监测→④分层碾压回填。
3.3山体结合部灌浆封闭隔氧防复燃矸石沿坡堆积过程中,残留在矸石山与原始山体结合部的矸石粒径大,而且原始山体结合部位极易开裂形成供氧通道,因此,需要将大粒径块石剥离,然后在山体结合部位开沟喷浆,分层回填并碾压夯实。
该工艺的特点是:彻底封堵山体排矸场山体结合部的氧气供应通道。
山体结合部灌浆封闭流程:①开挖沟槽→②喷浆降温→③温度监测→④分层碾压回填。
3.4主风道封闭防复燃因项目区矸石堆积地势沿山谷西北到东南方向有一条进风道,防止这条主风道进风产生烟囱效应,防止复燃,对项目区的西北山体坡底主风口和东南山体坡底主风口进行封闭防复燃,封堵进风口。
该工艺的特点是:彻底封堵山体排矸场山体结合部的氧气供应通道。
主风道封闭防复燃流程:①主风道开沟→②喷浆降温→③温度监测→④分层回填碾压夯实。
3.5坡面全封闭防复燃在坡体其它区域,混拌黄土、阻燃剂等分层回填至坡面,对区域内全部坡面进行坡面全封闭防复燃处理。
坡面全封闭防复燃工程采用土矸混合封闭坡面,节约黄土;与矸石堆体材料相近,柔性覆盖,不会形成硬壳,不易开裂形成新的供氧通道。
保墒保水,利于生态植被重建。
3.6灭火防复燃过程动态控制措施灭火施工后开展全面监测防复燃,重点监测区域为整形削坡挖填方部位或山体变形部位。
因项目区火情复杂,灭火难度大,因此在灭火防复燃过程中需动态调整控制工程包括过程控制及全程测温两部分内容。
1)过程控制:根据施工现场测温及诊断调整灭火工艺及喷浆量。
2)全程进行矸石山自燃监测预警3)施工期测温:包括挖除区域坑底测温、田字形及山体结合部等开沟沟槽底、沟槽壁等部位的测温。
测量值低于或等于40℃,判定已灭火。
测量值高于环境温度小于等于40℃,持续监测(1)温度下降趋势明显,判定为已灭火。
(2)温度上升趋势明显,判定为复燃。
(3)温度不变,加深探测温度,延长持续测温时间,直至判断其温度变化趋势。
测量值介于40℃与280℃之间的,加密监测点,加深探测深度,确定最高温度点,持续监测,判定标准同上。
4)施工后防复燃监测①全面监测区域A.边坡;B.平台边缘:由坡脚向内20米。
②重点监测区域临时动土、或山体变形部位为重点监测区。
③目测监控区:其它部位为目测监控区域。
监测区监测样点密度:6米×6米,监测深度为3米。
④温度异常应急处置分析情况,做好降温处置安排,根据不同诊断情况,采用喷浆等工艺应急处理。
⑤监测时间:经过持续监测,项目区温度呈现稳定性状态时完成监测。
4、稳定山体措施稳定山体工程包括多级隔坡反台山体整形、柔性护坡、柔性截水沟、急流槽及马道柔性排水沟。
4.1多级隔坡反台山体整形针对矸石山不稳定、易沉降等特性,采用传统刚性护坡易损坏,因此在排矸场平台及坡面整形的工程中主要采用柔性分级的技术理念,以有效保证矸石山体稳定。
根据现有地形进行坡面分级处理,降低坡度,减小坡长,设计坡度为34度左右,坡体中间设置分级马道。
马道设计为外高内低的反坡,坡降3%,马道宽度为3m。
4.2柔性护坡在每级马道坡脚设置柔性护坡,可有效减少雨水冲刷,应对矸石山沉降、稳固坡面,有效减小水土流失。
柔性护坡在每级坡脚铺设一层土工袋,坡体铺设植生袋,柔性护坡总高度0.5m。
4.3急流槽为了顺利排出山体表面汇集的雨水,在马道排水沟之间设置柔性急流槽,将坡面汇集的雨水导入荒沟中。
柔性急流槽:施工顺序测量放线→急流槽土方开挖→人工平整夯实→铺设土工膜、土工袋→验收。
在急流槽与马道相连接处,设置柔性消力池,做法同柔性排水沟。
4.4平台柔性截水沟柔性截水沟与道路排水沟相连,通过顶部平台设置的微地形,使得平台上汇集的雨水顺利流入柔性截水沟,之后汇入道路排水沟排出场外,保证矸石山山体安全稳定。
平台柔性截水沟断面宽1.0m,深度0.5m,可根据地形,排水沟尺寸略做微调,用土工膜加土工袋堆砌,码放时平起平落,错缝压茬,不瘪嘴不鼓肚。
4.5马道柔性排水沟为了确保山体稳定,在对坡体进行削坡分级的基础上,在每级马道内侧设置横向柔性排水沟。
矸石山体分级后,雨水除下渗外,其余水量基本聚集在马道内侧,为快速排除马道路面和路堑的雨水,在马道内侧及原坡面底部等位置布设横向排水沟,与坡面的急流槽相连接。
5、道路及生态系统重建措施5.1道路工程进场道路结构采用沥青路面,排矸场道路为六棱砖道路,道路一侧设置钢筋混凝土排水沟。
5.2生态系统重建工程本项目主要对现有坡面进行生态植被恢复,保障灭火效果的同时,自然截流山体雨水,保障山体稳定,减小自然雨水渗入。
根据项目区现状及特点,坡面生态恢复类型先期为草、灌,后期管理中种植部分乔木,最终形成稳定的生态系统。
5.2.1土壤基质改良本项目主要采用物理改良方法。
柔性护坡部位的基质改良方式为黄土中混入基质材料,将腐殖土、矸石与专用基质材料混合后装入植生袋和土工袋中,码放到坡脚和台阶部位;坡面和马道除排水沟外区域对种植层均利用山体整形及灭火工程中剩余矸石与黄土混合,并加入基质材料进行覆盖改良,在灭火和山体整形的过程中,表层混入基质材料改良土壤。
该措施可以快速改善山体表层土壤结构和性质,改善植物生长的基质环境,满足植物生长的要求,为生态系统重建做好基础。
5.2.2植物配置排矸场植物种类的选择要坚持“生态适应性、先锋性、相似性、抗逆性、多样性”等原则),适当选用经过多年引种和驯化的外来植物品种,以增加生物多样性和景观的多样性。
5.2.3植被恢复措施堆矸平台采用乔、灌、草混植栽培。
坡道植被恢复初期坡面用灌木和草本混种栽培的植被恢复措施。
草本植被采用人工撒播的方式。
马道植被恢复措施为沿马道外侧种植油松和连翘、紫穗槐、山桃、山杏、胡枝子等灌木混栽,穴状整地;草本植被采用人工撒播的方式。
5.2.4配套工程为方便后期灌溉,在项目区周边寻找地势较高地方设计圆形蓄水池3处,容积为200m3。