煤矸石治理与开发利用

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1、煤矸石治理与开发利用摘要：煤矸石是我国当前排放量最大的工业固体废物之一，大量的煤矸石堆存占用土地，污染环境，还可能引起自燃。本文分析了煤矸石自燃的原因，经过研究分析并结合前人的经验得出矸石山的综合治理方案。根据煤矸石的有用成分加以开发利用，从而实现煤矸石的资源化利用。关键词：煤矸石固体废物自燃治理开发利用GovernanceandexploitationofgangueAbstract：gangueisthelargestofChina'scurrentemissionsofindustrialsolidwaste,Landoccupiedbyalargenumberofga

2、nguedumps,pollutingtheenvironment,butalsomaycausespontaneouscombustion.Thispaperanalyzesthecausesofspontaneouscombustiongangue,AfterresearchandanalysiscombinedwithpreviousexperienceinthecomprehensivemanagementplandrawnWasteDump.Beausefulcomponentaccordingtogangueexploitation,inordertoachiev

3、etheresourceutilizationofgangue.Keywords:gangue,solidwast,spontaneouscombustion,control,exploitation前  言煤矸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矸石，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矸石，以及洗煤厂生产过程中排出的洗矸石。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，排出的矸石堆积如山，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。煤矸石中所含的黄铁矿(FeS2)易被空气氧化，

4、放出的热量可以促使煤矸石中所含煤炭风化以至自燃。煤矸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。矸石山受雨水冲刷，常使附近河流的河床淤积，河水受到污染。一、煤矸石自燃的原因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

5、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。二、矸石山综合治理设计方案1、整治场地、摊铺矸石及自燃灭火矸石山堆放过高，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，稳定坡面，修建马道，便于机械施工；砌筑挡墙，防止矸石塌方。在堆散矸石的同时，对发生自燃的矸石进行灭火工作，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，

6、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。2、复燃治理煤矸石可能出现的复燃现象，可采取如下措施：矸石山顶部复燃灭火工程：顶部复燃灭火处理的方法采用灌浆封闭法和火源挖出法。根据大量测试结果表明，绝大部分自燃发生在距表面0.5～3m的范围内。而灌浆封闭法的灌浆深度可超过4m。因此可切断自燃区的矸石获得氧气的通道，是一种比较好的灭火措施。矸石山坡面复燃灭火工程可采用下列方法灭火：①铺网注浆法、护坡加固法；②护坡加固法；③绿化坡面法。通过一些煤矿矸石山的成功治理经验，认为采用绿化坡面法完全可以达到防止复燃的效果。该法是将坡面改造成梯

7、田形状，矸石山削坡开级，使边坡处于堆积稳定角，之间设置马道，采用毛石挡墙护坡处理方法。边坡削坡整治后，首先坡面采用碎矸和黄土分层碾压，然后进行黄土覆盖碾压护坡，以便绿化种植林草。修建排水沟，汇集降雨，避免雨水沿坡面流淌过程中冲刷覆土，防止矸石外露复燃。3、土地复垦种植在实施煤矸石治理工程前，应先采集熟土壤，就近堆置，以备日后复垦时利用。在分层碾压的矸石山坡面上，铺800mm厚的种植土。①林业复垦树种的选择：矸石山植树主要以灌木为主，乔木为辅。该煤矿属于华北暖温带，落叶、阔叶林地带，适合当地生产的乡土绿化