矸石山综合治理设计方案一例.docx

肝石山综合治理设计方案一例 一记山西潞安环能某煤矿矸石山综合治理工程设计方案 中核新能核工业工程有限责任公司胡培源童宁李永敏 摘要：本文从山西潞安环保能源开发股份有限公司某煤矿煤砰石山自燃现象和堆积现状出 发，通过采用摊砰放坡、注浆灭火、黄土覆盖、植被绿化的方法对砰石山进行综合治理。 关键词：煤砰石 自燃摊砰放坡注浆灭火 黄土覆盖植被绿化生态垫 刖言 煤砰石是煤矿生产过程中产生的废渣，包括岩石巷道掘进时产生的掘进砰石，采煤过程中 从顶板、底板和夹在煤层中的岩石夹层里采出来的砰石，以及洗煤厂生产过程中排出的洗砰 石。 伴随着采掘机械化的发展和煤层开采条件的逐渐恶化，煤矿多年开采之后，排出的砰石堆 积如山，不但占用了大量土地，而且其中所含的硫化物散发后会污染大气和水源，造成严 重的后果。煤砰石中所含的黄铁矿(FeS2)易被空气氧化，放出的热量可以促使煤砰石中所 含煤炭风化以至自燃。煤砰石燃烧时散发出难闻的气味和有害的烟雾，使附近居民慢性气管 炎和气喘病患者增多，周围树木落叶，庄稼减产。砰石山受雨水冲刷，常使附近河流的河床 淤积，河水受到污染。 本文针对山西潞安环保能源开发股份有限公司某煤矿砰石山综合治理工程设计方案做一详 细介绍。 1工程概况 据不完全统计，该矿共产原煤约5500万吨，伴随着超强度的开采和煤炭产量的提高，该矿 煤砰石的堆存量也按9%左右的速度增加，已经引发了严重的环境问题。 该煤矿煤砰石堆场位于矿区主井西约200米处，与一电厂以乡间小路相隔。堆场长约300m， 宽约200m，高约36m，形似枕状，近南北向延伸。煤砰石采用皮带输送、顺坡堆放方法堆 积，其成分以炭质泥岩和炭质页岩为主，含有砂质泥岩、粉砂岩以及砂岩等岩块。 由于该矸石山位于煤矿矿区与浊漳河之间，北靠预制件厂，东接煤矿污水处理站，西倚浊漳 河，地界有限，矸石堆放储量已达100万余方。现有矸石山已经难以再承接更多的矸石排量， 而且矸石山的北侧及部分西侧还在发生自燃现象。 对该煤矿来讲，治理大量堆存的煤矸石，妥善解决煤矸石污染与环境治理之间的矛盾，不仅 是一项重要而紧迫的任务，也是造福周边地区的一项重要工程，也是经济一社会一环境可持 续发展的必由之路。按照省、市能源，十一五”发展规划要求，结合该煤矿的实际，对该煤矿 矸石山进行综合治理工程，工程建设投资为2437.31万元。 2工程指导思想和技术路线 根据国家、省、市有关矿山地质环境治理的要求和该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。 3矸石山综合治理设计方案 针对上述状况，我们提出对应的设计方案，对该煤矿的矸石山进行彻底的治理。 3.1煤矸石自燃分析 引起煤矸石自燃的因素主要有：硫铁矿结核体是引起煤矸石自燃的决定因素，水和氧气是煤 矸石自燃的必要条件，碳元素是煤矸石自燃的物质基础。 根据矿区煤矸石特征，该煤矿煤矸石的硫含量虽不高，但是受煤矸石运输方式、硫铁矿局部 富集、通风状况等多种因素的影响，煤矸石有自燃倾向。另外，煤矸石场中的其它可燃物如 煤、木材等存在使燃烧扩大、蔓延。 因此，对于该矸石山要控制煤矸石高度和坡度、采取表面压实、黄土覆盖结合局部注浆灭火 等工程措施，可以扑灭矸石自燃现象。 3.2矸石山综合治理设计方案 针对本工程的实际情况，现提出如下方案： 3.2.1整治场地、摊铺矸石及自燃灭火 该矸石山现堆放坡度约为45°,时常出现滑坡塌方现象。矸石山的治理首先应着手对矸石山 的坡面坡度进行消减工作，由上至下推散矸石，将现状的45°坡消减为30°(1:1.732)坡，稳定 坡面，修建马道，便于机械施工；砌筑挡墙，防止矸石塌方。 矸石山南部地形较为开阔，下部为冲洪积黄土层，地质构造属于稳定地块，适宜作煤矸石堆 积场所。为了满足摊铺矸石需要，将现有矸石场南面边界向南移100米左右，尽量使整个堆 场矸石填挖方平衡。 治理后矸石堆场呈梯田状，从地面开始每隔高差5米做一条马道，用以治理期间的施工通行 以及治理后对矸石山的维护作业，马道之间边坡坡度为30°(1:1.732)。同时马道内侧设置一 条排水沟，用以排除矸山上的雨水，马道排水沟之间由边坡导流渠串联起来，最终将雨水汇 集到位于矸山西面的浊漳河排走。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。 在堆散矸石的同时，对北坡及西坡发生自燃的矸石进行灭火工作，堆散高温矸石