CN112604202A

CN112604202A - 一种自燃矸石山综合治理方法

Info

Publication number: CN112604202A
Application number: CN202011532534.0A
Authority: CN
Inventors: 郭衍游; 张晓芳; 孙挪亚; 杨植; 辛顺; 李津; 董斌; 郭鹏
Original assignee: China Coal Geology Group Co Ltd
Current assignee: China Coal Geology Group Co Ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-04-06

Abstract

本发明涉及一种自燃矸石山综合治理方法，包括步骤S1，利用综合勘察，确定着火区域，并对着火区域进行灭火；步骤S2，灭火后，将煤矸石与粉煤灰混合，一块进行回填碾压，最后利用粉煤灰进行覆盖。本发明在回填过程中，将煤矸石与粉煤灰混合，回填、碾压，将其彻底灭火。

Description

一种自燃矸石山综合治理方法

技术领域

本发明涉及矿山生态恢复技术领域，尤其涉及一种自燃矸石山综合治理方法。

背景技术

我国煤炭产量居世界首位，能源结构的基本特点是富煤贫油少气，这就决定了煤炭资源仍是我国主体能源，煤炭占能源总量消费比重仍将保持在57.4％左右。

采煤过程中煤矸石的产量占原煤的10％～20％，以35亿t/a的产煤量计算，我国每年平均排放的矸石量达到5.25亿t。煤矸石的大量排放和自燃以及矸石山酸性淋溶水的超标排放等不仅使矿区生态环境日趋恶化，而且严重污染了煤矿和周边环境的江河水体，直接影响农业、林业等生产。

煤矸石山是在煤矿开采过程中逐渐堆积而成的人造山，所以会出现坍塌、滑坡等各类不安全事故，此外随着矸石逐渐被风化磨碎，使得放射性物质、重金属加速析出，对环境和人体产生辐射污染。

除了上述各类危险破坏之外，矸石山对人类生产生活及生态环境最直接的危害是其自燃，矸石山自燃过程中产生大量烟尘及SO2、CO2、CO、H2S、NO、NO2等毒害性气体，影响矿区人员及其周边居民生命健康，破坏植被、影响大气环境、水资源环境、影响生态平衡，研究表明煤矸石已经成为大气污染的潜在来源。

矸石山在长期堆放过程中，会产生自然。矸石山自燃的产生与加剧，都离不开燃烧的三要素：第一，可燃物既矸石山具有自燃倾向性，而黄铁矿、水分等都对矸石山是否可燃有着重要影响；第二，助燃物，矸石山的堆积内部较为疏松，较大的孔隙给外界氧气提供了良好的通道；第三，良好的蓄热，矸石山燃烧初期内部温度不高，但是随着热量的聚积内部温度逐渐升高，而温度升高又会引起氧化放热的加速，最终矸石山自燃。

矸石山的自燃伴随着物理化学变化，在其初期上述3种条件任意一个达不到，就不会燃烧。

矸石山非法、无序大量排放，杂乱无章，多数矸石山在排放过程中，排入大量的煤矸石、褐煤，易造成燃烧，白天可见浓烟滚滚，晚上可见燃烧的明火，周围可以闻到刺鼻的气味，遇刮风天气，扬尘遮天蔽日，对自然生态环境造成了严重的破坏，由于洪水的冲刷，矸石山边缘形成数条冲沟，局部出现边坡滑落，严重影响排渣场边坡稳定，存在严重的安全隐患。

因此，对矸石山进行治理迫在眉睫，需彻底消除排土场引发的地质灾害及造成的环境污染，对于减少和消除其对周边生态环境损毁、防止水土流失等，减少对当地居民生产生活的影响，有着重要的现实意义和长远的社会意义，是十分必要的。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种自燃矸石山综合治理方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种自燃矸石山综合治理方法，包括步骤S1，利用综合勘察，确定着火区域，并对着火区域进行灭火；步骤S2，灭火后，将煤矸石与粉煤灰混合，一块进行回填碾压，最后利用粉煤灰进行覆盖。

在一种可能的实施方式中，步骤S1，具体包括：步骤S101，测制工作区地形地貌，观测工作区矸石山分布形态；步骤S102，利用探槽、剖面，分析矸石山岩性组合特征；步骤S103，利用温度、氡气测量，圈定着火区域；步骤S104，利用地面高精度磁法测量，圈定着火区域，与温度测量、氡气测量圈定的着火区域对比，并推测最终的着火区域及着火深度。

在一种可能的实施方式中，步骤S2实施分层碾压，每层的厚度范围为1～2m，回填压实完成后，每隔8～12m，利用粉煤灰进行封堵压实，压实厚度约70～100cm。

在一种可能的实施方式中，步骤S2中煤矸石与粉煤灰的体积比范围为(2～5):1。

在一种可能的实施方式中，在步骤S2之后，还包括：步骤S3，整平修坡，使边坡削坡后台阶边坡角达到稳定角度；步骤S4，修建排水设施；步骤S5，绿化；步骤S6，增设警示牌；步骤S7，顶部围埂；步骤S8，监测。

在一种可能的实施方式中，步骤S3中的台阶高度为不大于20m，台阶宽度不小于5m，台阶为向内倾斜，坡度范围为20～30°。

在一种可能的实施方式中，步骤S4中排水设施包括截水沟、导水沟、排水沟和埋置的涵管。

在一种可能的实施方式中，步骤S5具体包括覆土、压实，菱形网格化固化，种植绿色植被。

在一种可能的实施方式中，步骤S7中围埂采用碎土石堆隆，堆隆后对其压实。

在一种可能的实施方式中，步骤S7中围埂的方格网规格为20m×30m，高0.5m，顶部宽0.5cm，底部宽1.5m，围埂截面积为0.5m²，埂区域中间留设道路。

本发明的有益效果：

1、回填过程中，将煤矸石与粉煤灰混合，回填、碾压，将其彻底灭火。

2、将治理后的矸石山顶部，做成围埂，用于保护矸石山，防止水土流失。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为排土场边坡整形后理想断面图；

图2为围梗示意图；

图3为分层碾压示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1，本发明实施例提供一种自燃矸石山综合治理方法，包括：

步骤S1，利用综合勘察，确定着火区域，并对着火区域进行灭火；

步骤S2，灭火后，将煤矸石与粉煤灰混合，一块进行回填碾压，最后利用粉煤灰进行覆盖。

在一个示例中，步骤S1，具体包括：

步骤S101，测制工作区地形地貌，观测工作区矸石山分布形态。

步骤S102，利用探槽、剖面等，分析矸石山岩性组合特征。

步骤S103，利用温度、氡气测量，圈定着火区域。

步骤S104，利用地面高精度磁法测量，圈定着火区域，与温度测量、氡气测量圈定的着火区域对比，并推测最终的着火区域及着火深度。

在一个示例中，步骤S2实施分层碾压，每层的厚度范围为1～2m，能够将煤矸石、粉煤灰中空气排出，使其压实，回填压实完成后，每隔8～12m，利用粉煤灰进行封堵压实，压实厚度约70～100cm，粉煤灰具有良好的隔绝空气的作用，能够彻底消除煤矸石复燃。

在一个示例中，步骤S2实施分层碾压，每层厚1m，能够将煤矸石、粉煤灰中空气排出，使其压实，回填压实完成后，每隔10m，利用粉煤灰进行封堵压实，压实厚度约80cm，粉煤灰具有良好的隔绝空气的作用，能够彻底消除煤矸石复燃，如图3所示。

在一个示例中，步骤S2中煤矸石与粉煤灰的体积比范围为(2～5):1。

在一个示例中，步骤S2中煤矸石与粉煤灰的体积比为3:1。

在一个示例中，在步骤S2之后，还包括：

步骤S3，整平修坡，使边坡削坡后台阶边坡角达到稳定角度，台阶高度为不大于20m，台阶宽度不小于5m，台阶为向内倾斜，坡度范围为20～30°，对排土场各段台阶凹凸部分进行处置，使其保持一定的平整度。边坡整形后排土场理想断面如图1所示。示例性的，台阶的坡度为25°。

步骤S4，修建排水设施，包括截水沟、导水沟、排水沟，如遇到无法自然排水的区域，需要预先埋置涵管进行排水。

步骤S5，绿化，具体包括覆土、压实，菱形网格化固化，种植绿色植被。

示例性的，首先覆土0.3米，采用机械和人工相结合的方式对覆土进行必要的碾压，使其达到天然土壤的干密度，压实率达0.90以上，以保证植被的成活效率。覆土位置为外排土场顶部及边坡。

整治区顶部平台及各台阶平台及边坡覆土后压实后，采用植物藤条(沙柳枝等)进行菱形网格化固化，铺设滴灌系统，播撒沙蒿、柠条、沙打旺、苜蓿等耐旱宜活、生命力强的草籽，加强养护，恢复植被。

步骤S6，增设警示牌，起到警示的作用。

步骤S7，顶部围埂，为防止治理后矸石山顶部平台雨季积水形成汇水面，对已经固化的边坡造成新的破坏，给整治区综合治理带来新的安全隐患，在顶部平台做好围埂，有利于植被的恢复。

示例性的，围埂采用碎土石堆隆，堆隆后对其压实。

示例性的，围埂的方格网规格为20m×30m，高0.5m，顶部宽0.5cm，底部宽1.5m，围埂截面积为0.5m²，埂区域中间留设道路，以便后期维护，如图2所示。

步骤S8，监测。

a)在治理的过程中，对整治区的边界、高度、边坡稳定性，是否有崩塌、滑坡等地质灾害进行检测。

具体的，设置专职人员对排土场边坡变形情况进行现场监测，每次监测时采用专业测量设备对监测目标进行测量，将测量结果标注在图纸上或制成表格形式，指导远期规划治理工作，如发现异常现象，及时报告领导小组，采取有效的措施。

b)在治理过程中，在每一个台阶设置相应的观测点，用自动化监测设备，测量治理区的温度变化特征。

有益效果：

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种自燃矸石山综合治理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的自燃矸石山综合治理方法，其特征在于，步骤S1，具体包括：

步骤S101，测制工作区地形地貌，观测工作区矸石山分布形态；

步骤S102，利用探槽、剖面，分析矸石山岩性组合特征；

步骤S103，利用温度、氡气测量，圈定着火区域；

3.根据权利要求1所述的自燃矸石山综合治理方法，其特征在于，步骤S2实施分层碾压，每层的厚度范围为1～2m，回填压实完成后，每隔8～12m，利用粉煤灰进行封堵压实，压实厚度约70～100cm。

4.根据权利要求1所述的自燃矸石山综合治理方法，其特征在于，步骤S2中煤矸石与粉煤灰的体积比范围为(2～5):1。

5.根据权利要求1所述的自燃矸石山综合治理方法，其特征在于，在步骤S2之后，还包括：

步骤S3，整平修坡，使边坡削坡后台阶边坡角达到稳定角度；

步骤S4，修建排水设施；

步骤S5，绿化；

步骤S6，增设警示牌；

步骤S7，顶部围埂；

步骤S8，监测。

6.根据权利要求5所述的自燃矸石山综合治理方法，其特征在于，步骤S3中的台阶高度为不大于20m，台阶宽度不小于5m，台阶为向内倾斜，坡度范围为20～30°。

7.根据权利要求5所述的自燃矸石山综合治理方法，其特征在于，步骤S4中排水设施包括截水沟、导水沟、排水沟和埋置的涵管。

8.根据权利要求5所述的自燃矸石山综合治理方法，其特征在于，步骤S5具体包括覆土、压实，菱形网格化固化，种植绿色植被。

9.根据权利要求5所述的自燃矸石山综合治理方法，其特征在于，步骤S7中围埂采用碎土石堆隆，堆隆后对其压实。

10.根据权利要求5所述的自燃矸石山综合治理方法，其特征在于，步骤S7中围埂的方格网规格为20m×30m，高0.5m，顶部宽0.5cm，底部宽1.5m，围埂截面积为0.5m²，埂区域中间留设道路。