忻州窑矿矸石山规范化治理工程分析.pdf

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1、煤炭加工与综合利用No．3，2015COALPROCESSING＆COMPREHENSIVEUTILIZATION73忻州窑矿矸石山规范化治理工程分析付丽(大同煤矿集团环境保护处，山西大同037000)摘要：分析了忻州窑矿石岩庄矸石山容易发生自燃的原因，通过采取有效的防爆阻燃灭火多种措施相结合的综合型技术方案，并对矸石山实施消坡开级、黄土覆盖、植被栽种等一系列恢复性治理工程，使矸石山得到了规范化治理，从根本上解决了自燃问题，改善了矿区生态环境。关键词：矸石山；防火；边坡治理；绿化；植被恢复中图分类号：TD849．5文献标识码：A文章编号：1005-8397(2015)03-007

2、3-03大同煤业集团忻州窑矿是一座具有百年开采更为科学合理的综合性灭火措施。历史的老矿，2005年核定生产能力230万t／a，1．1灭火机理目前可采储量5779．8万t。在用的石岩庄矸石山根据矸石山自燃成因的三个条件，采取如下位于石岩庄村和忻州窑矿井进风井之间，占地类防火措施：切断供氧通道，防止为矸石自燃提供型为山沟，于1984年投入使用，占地4．24hm，氧气；降低矸石山内部温度，减少温度聚集；用现堆存量达320万t，目前年排放1．927万t。历高分子材料包裹矸石形成高分子薄膜，隔绝矸石史上由于未采取分层碾压覆土等方式规范化处与氧气、热源的接触。这些措施可起到“一防二理，多次发

3、生大面积自燃、坍塌等灾害，后来积降三隔”的效果，最终达到快速灭火、防止自燃极投入资金采取灭火、分层、碾压、覆土、拦再次发生和防止火势蔓延的效果。挡、绿化等措施，使得矸石山得到有效治理，并1．2灭火工程措施逐渐恢复了生态功能。通过大量论证分析后，设计并提出“边坡表面喷洒固化、浅表覆盖黄土碾压、局部挖除明1忻州窑矿矸石山自燃原因及灭火措施火、挖沟阻截火势蔓延、环网深孔压注胶体、分根据有关研究资料表明，矸石山自燃的主要层阻灭暗火”的防爆阻燃灭火多种措施相结合的成因是：易燃的煤矸石、充足的氧以及高温聚综合型技术方案。并设定了4个施工阶段：迅速集[1]。忻州窑矿建矿以来开采的侏罗纪煤层中喷

4、洒高效阻燃防灭火材料；矸石山坡顶深孔灌注普遍含有黄铁矿充填物、煤系地层或煤层顶底板MHA高效阻燃灭火材料和胶体阻燃灭火；边坡含有炭质泥岩，这些为矸石山自燃和加速煤矸石垂直和倾斜钻孔交叉灌注阻燃材料；矸石山分层自燃创造了条件。历史上忻州窑矿分别采取过覆覆盖黄土碾压。盖黄土治理局部火灾、灌注石灰乳结合覆盖黄土(1)迅速喷洒高效阻燃防灭火材料。这一阶等灭火措施，但效果均不理想，甚至多次发生复段主要是解决降温、防止水煤气爆炸的发生。通燃、火区蔓延等事故。通过分析以往正反两方面过高压泥浆泵将呈胶体状且搅拌均匀的MHA材经验，忻州窑矿决定借鉴同行业相关经验，采用料、M2—2型和F2—2型阻燃

5、灭火剂喷洒在火区收稿日期：2015-01—15DOI：10．16200／j．enki．11—2627／td．2015．03．026作者简介：付丽(198O一)，女，山西大同人，2011年毕业于江苏大学机械制造及其自动化专业，工学学士，大同煤矿集团环境保护处助理工程师。引用格式：付丽．忻州窑矿矸石山规范化治理工程分析I-J]．煤炭加工与综合利用，2015(3)：73—75．74煤炭加工与综合利用2015年第3期或经钻孔注入浅部火源，实现隔氧、隔热、迅速分层覆盖、多次碾压，确保黄土覆盖厚度达到2控制自燃和火势的效果，为下一步处理措施营造m以上，为了防止边坡张拉，形成裂缝，导致雨安全施

6、工环境。水渗入诱发矸石山爆炸，沿边坡四周设置导流水(2)矸石山坡顶深孔灌注MHA高效阻燃灭沟。火材料和胶体阻燃灭火。这一阶段主要是将凝胶2矸石山边坡治理工程灌入火区深层部位，利用阻燃剂的成胶过程吸热、降温，成胶后封堵、隔氧，使着火区域达到2．1消坡开级逐步降温、灭火，为下一步分块施工、分区阻隔矸石山沿沟走向自下而上、由里向外堆放，逐步推进创造条件。天然坡角为60。，堆高43m。由于未设置台阶，钻孔深度3～7m，钻孔间距3—5nl，钻孔边坡极不稳定。根据大同地区同类工程经验，矸直径2mm，钻孔布置采取网状菱形交错布置石山设置三个台阶，台阶坡面角不大于34。，堆(如图1所示)，保证每

7、个钻孔灌注的灭火材料渗高高度不大于15m，每个平台宽度不小于10．5透半径重叠且防灭火材料能达到耦合作用效果。m。坡面改造成梯田形状，使边坡处于堆积稳定(3)边坡垂直和倾斜钻孔交叉灌注阻燃材料。角，其间设置3m宽马道。初步灭火结束后，利用粉煤灰做基料，按一定比2．2排水防护例添加絮凝剂、阻燃剂、速凝剂后注入边坡裂隙矸石山在整治场地过程中，顶面依地势布设和空隙，实现边坡封堵供氧通道、加固防止滑纵向排水沟并与马道排水沟相连，马道排水沟、坡。顶面纵向排水沟均采用浆砌石结构；各台阶沿坡钻